KR101462049B1 - Process for preparing acrolein or acrylic acid or a mixture thereof from propane - Google Patents

Process for preparing acrolein or acrylic acid or a mixture thereof from propane Download PDF

Info

Publication number
KR101462049B1
KR101462049B1 KR1020087031219A KR20087031219A KR101462049B1 KR 101462049 B1 KR101462049 B1 KR 101462049B1 KR 1020087031219 A KR1020087031219 A KR 1020087031219A KR 20087031219 A KR20087031219 A KR 20087031219A KR 101462049 B1 KR101462049 B1 KR 101462049B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
gas
volume
propane
reaction zone
reaction
Prior art date
Application number
KR1020087031219A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20090024721A (en
Inventor
오토 마흐하머
클라우스 요아힘 뮐러-엥겔
마르틴 디테를레
Original Assignee
바스프 에스이
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 바스프 에스이 filed Critical 바스프 에스이
Publication of KR20090024721A publication Critical patent/KR20090024721A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101462049B1 publication Critical patent/KR101462049B1/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C45/00Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds
    • C07C45/27Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds by oxidation
    • C07C45/32Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds by oxidation with molecular oxygen
    • C07C45/33Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds by oxidation with molecular oxygen of CHx-moieties
    • C07C45/34Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds by oxidation with molecular oxygen of CHx-moieties in unsaturated compounds
    • C07C45/35Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds by oxidation with molecular oxygen of CHx-moieties in unsaturated compounds in propene or isobutene
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C45/00Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds
    • C07C45/27Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds by oxidation
    • C07C45/32Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds by oxidation with molecular oxygen
    • C07C45/33Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds by oxidation with molecular oxygen of CHx-moieties
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C49/00Ketones; Ketenes; Dimeric ketenes; Ketonic chelates
    • C07C49/20Unsaturated compounds containing keto groups bound to acyclic carbon atoms
    • C07C49/203Unsaturated compounds containing keto groups bound to acyclic carbon atoms with only carbon-to-carbon double bonds as unsaturation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C51/00Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides
    • C07C51/16Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides by oxidation
    • C07C51/21Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides by oxidation with molecular oxygen
    • C07C51/215Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides by oxidation with molecular oxygen of saturated hydrocarbyl groups
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C51/00Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides
    • C07C51/16Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides by oxidation
    • C07C51/21Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides by oxidation with molecular oxygen
    • C07C51/25Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides by oxidation with molecular oxygen of unsaturated compounds containing no six-membered aromatic ring
    • C07C51/252Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides by oxidation with molecular oxygen of unsaturated compounds containing no six-membered aromatic ring of propene, butenes, acrolein or methacrolein
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C57/00Unsaturated compounds having carboxyl groups bound to acyclic carbon atoms
    • C07C57/02Unsaturated compounds having carboxyl groups bound to acyclic carbon atoms with only carbon-to-carbon double bonds as unsaturation
    • C07C57/03Monocarboxylic acids
    • C07C57/04Acrylic acid; Methacrylic acid

Abstract

본 발명은, 프로판을 반응 구역 A에서 불균질 촉매작용 하에 부분적으로 탈수소화하고, 형성된 수소 분자를 적어도 부분적으로 물로 연소시키고, 그 결과 반응 구역 A에서 형성된 생성물 가스 A에 존재하는 임의의 물을 제거하고, 달리 생성물 가스 A를 반응 구역 B를 충전시키는데 사용하고, 여기서 반응 구역 A에서 형성된 프로필렌을 남아있는 프로판의 존재 하에 표적 생성물로 부분적으로 산화시키는, 프로판으로부터 표적 생성물로서 아크롤레인 또는 아크릴산 또는 이의 혼합물을 제조하는 방법이다. 표적 생성물을 반응 구역 B에서 형성된 생성물 가스 B로부터 제거하고, 남아있는 잔류 가스에 존재하는 프로판을 용매로 흡수시키고, 흡수물로부터 방출 후 반응 구역 A로 재순환시킨다. The present invention relates to a process for the removal of any water present in product gas A formed in reaction zone A by partially dehydrogenating propane in the reaction zone A under heterogeneous catalysis and at least partially burning the hydrogen molecules formed, , Alternatively using acrolein or acrylic acid or a mixture thereof as the target product from propane which is used to charge reaction zone B, where product gas A is partially oxidized to the target product in the presence of the remaining propane, . The target product is removed from the product gas B formed in the reaction zone B and the propane present in the residual gas remaining is absorbed by the solvent and recycled to the reaction zone A after release from the absorber.

프로판, 프로필렌, 아크롤레인, 아크릴산, 반응 구역, 재순환Propane, propylene, acrolein, acrylic acid, reaction zone, recycle

Description

프로판으로부터 아크롤레인 또는 아크릴산 또는 이의 혼합물을 제조하는 방법 {PROCESS FOR PREPARING ACROLEIN OR ACRYLIC ACID OR A MIXTURE THEREOF FROM PROPANE}FIELD OF THE INVENTION [0001] The present invention relates to a process for preparing acrolein or acrylic acid or a mixture thereof from propane,

본 발명은The present invention

A) - 프로판을 포함하는 2개 이상의 가스 공급 스트림 (1개 이상은 새로운 프로판을 포함함)을 제1 반응 구역 A에 공급하여 반응 가스 A를 형성하고,A) -propane is fed to the first reaction zone A to form a reaction gas A,

- 반응 구역 A에서, 프로판의 부분 불균질 촉매화 탈수소화에 의해 수소 분자 및 프로필렌을 형성하는 1개 이상의 촉매층을 통해 반응 가스 A를 전달하고,Transferring the reaction gas A through one or more catalyst layers forming hydrogen molecules and propylene by partial heterogeneously catalyzed dehydrogenation of propane in reaction zone A,

- 산소 분자를 반응 구역 A에 공급하고, 반응 구역 A에서 반응 가스 A에 존재하는 적어도 일부분의 수소 분자를 수증기로 산화시키고,Oxygen molecules are supplied to the reaction zone A, at least a part of the hydrogen molecules present in the reaction gas A in the reaction zone A are oxidized with water vapor,

- 프로필렌, 프로판 및 수증기를 포함하는 생성물 가스 A를 반응 구역 A로부터 배출시키고,- product gas A containing propylene, propane and water vapor is withdrawn from reaction zone A,

B) 적절한 경우, 제1 분리 구역 I에서, 생성물 가스 A에 존재하는 수증기를 생성물 가스 A의 간접 및/또는 직접 냉각에 의해 부분적으로 또는 완전히 응축시켜 제거함으로써 생성물 가스 A*를 남기고, B) Where appropriate, in the first separation zone I, the water vapor present in the product gas A is partially or completely removed by indirect and / or direct cooling of the product gas A to leave the product gas A *

C) 반응 구역 B에서, 생성물 가스 A 또는 생성물 가스 A*를 산소 분자의 공급과 함께 사용하여 1개 이상의 산화 반응기를 프로판, 프로필렌 및 산소 분자를 포함하는 반응 가스 B로 충전시키고, 그 내부에 존재하는 프로필렌을 불균질 촉매화 부분 가스상 산화시켜 표적 생성물로서 아크롤레인 또는 아크릴산 또는 이의 혼합물, 및 또한 비전환 프로판-포함 생성물 가스 B를 생성하고,C) In reaction zone B, product gas A or product gas A * is used together with the supply of oxygen molecules to charge at least one oxidation reactor with reaction gas B comprising propane, propylene and oxygen molecules, Heterogeneously catalyzed partial gas phase oxidation of the propylene to produce acrolein or acrylic acid or a mixture thereof as the target product and also the unconverted propane-containing product gas B,

D) 생성물 가스 B를 반응 구역 B 밖으로 전달하고, 제2 분리 구역 II에서 그 내부에 존재하는 표적 생성물을 제거하여 프로판-포함 잔류 가스를 남기고,D) delivering the product gas B out of the reaction zone B and removing the target product present therein in the second separation zone II leaving a propane-

E) 적절한 경우, 잔류 가스의 조성을 갖는 일부분의 잔류 가스를 프로판-포함 공급 스트림으로서 반응 구역 A로 재순환시키고,E) If appropriate, a portion of the residual gas having a composition of the residual gas is recycled to the reaction zone A as a propane-

F) 분리 구역 III에서, 반응 구역 A로 재순환되지 않고 적절한 경우 내부에 존재하는 임의의 수증기가 응축에 의해 미리 부분적으로 또는 완전히 제거되고/되거나 내부에 존재하는 임의의 수소 분자가 분리막에 의해 미리 부분적으로 또는 완전히 제거된 잔류 가스 중에 존재하는 프로판을 잔류 가스로부터의 흡수에 의해 유기 용매 (흡수제)로 흡수시켜 프로판-포함 흡수물을 형성하고, F) In the separation zone III, any water vapor which is not recycled to the reaction zone A, if appropriate, and which is present inside, if appropriate, is partially or completely removed by condensation and / or any hydrogen molecules present therein are pre- (Absorber) by absorption from the residual gas to form a propane-containing absorbent, wherein the propane-

G) 분리 구역 IV에서, 프로판을 흡수물로부터 제거하고, 프로판-포함 공급 스트림으로서 반응 구역 A로 재순환시키는 것G) In the separation zone IV, the propane is removed from the absorption and recycled to the reaction zone A as the propane-containing feed stream

을 포함하는, 프로판으로부터 아크롤레인 또는 아크릴산 또는 이의 혼합물을 제조하는 방법에 관한 것이다.To a process for the production of acrolein or acrylic acid or mixtures thereof from propane.

아크릴산은 특히, 예를 들어 수성 매체 중에 분산 분포되어 결합제로서 사용되는 중합체를 제조하기 위한 단량체로서의 용도를 제공하는 중요한 기본 화학물질이다. 아크릴산 중합체의 추가 사용 분야는 위생 부문 및 기타 사용 분야에서 초흡수제이다. 아크롤레인은 예를 들어 글루타르알데히드, 메티오닌, 1,3-프로판디올, 3-피콜린, 폴산 및 아크릴산의 제조에 중요한 중간체이다 (예를 들어 US-A 6,166,263 및 US-A 6,187,963 참조).Acrylic acid is an important basic chemical substance which provides a use as a monomer for producing a polymer, for example, dispersed in an aqueous medium and used as a binder, in particular. Additional applications of acrylic acid polymers are superabsorbents in the hygiene sector and other applications. Acrolein is an important intermediate for the production of, for example, glutaraldehyde, methionine, 1,3-propanediol, 3-picoline, folic acid and acrylic acid (see, for example, US-A 6,166,263 and US-A 6,187,963).

제1 반응 구역에서 프로판을 불균질 촉매작용 하에서 프로필렌으로 부분적으로 탈수소화시킨 다음, 형성된 프로필렌을 불균질 촉매작용 하에서 비전환 프로판의 존재 하에 (즉 예를 들어 EP-A 1 617 931 (또한 WO 04/09041 참조)에 권고된 바와 같이 사전 탈수소화에서 남아있는 프로판으로부터 프로필렌을 제거하지 않고) 부분적으로 산화시켜 아크롤레인 또는 아크릴산 또는 이의 혼합물을 생성하는, 프로판으로부터 아크롤레인 또는 아크릴산 또는 이의 혼합물을 제조하는 방법이 공지되어 있다 (예를 들어 DE-A 33 13 573, EP-A 117 146, US-A 3,161,670, DE-A 10 2004 032 129, EP-A 731 077, DE-A 10 2005 049 699, DE-A 10 2005 052 923, WO 01/96271, WO 03/011804, WO 03/076370, WO 01/96270, DE-A 10 2005 009 891, DE-A 10 2005 013 039, DE-A 10 2005 022 798, DE-A 10 2005 009 885, DE-A 10 2005 010 111, DE-A 102 455 85, DE-A 103 160 39, DE 10 2005 056377.5, DE 10 2005 049699.7, DE 10 2006 015235.2, DE 10 2005 061626.7 및 이들 문헌에 인용된 종래 기술 참조).In a first reaction zone, propane is partially dehydrogenated with propylene under heterogeneous catalysis and the formed propylene is reacted under heterogeneous catalysis in the presence of unconverted propane (i. E., For example, in EP-A 1 617 931 A process for producing acrolein or acrylic acid or mixtures thereof from propane, which partially oxidizes acrolein or acrylic acid or mixtures thereof, without removing propylene from the remaining propane in the pre-dehydrogenation, as recommended in US Pat. (For example, DE-A 33 13 573, EP-A 117 146, US-A 3,161,670, DE-A 10 2004 032 129, EP-A 731 077, DE-A 10 2005 049 699, 10 2005 052 923, WO 01/96271, WO 03/011804, WO 03/076370, WO 01/96270, DE-A 10 2005 009 891, DE-A 10 2005 013 039, DE-A 10 2005 022 798, DE -A 10 2005 009 885, DE-A 10 2005 010 111, DE-A 102 455 85, DE-A 103 160 39, DE 10 2005 056377.5, DE 10 2005 049699.7, DE 10 2006 015235.2, DE 10 2005 061626.7 and prior art cited in these documents).

상기 문헌에 기재된 방법의 공통적인 특징은, 프로필렌 부분 산화의 생성물 가스 혼합물로부터 표적 생성물 아크롤레인 또는 아크릴산 또는 아크롤레인 및 아크릴산을 제거한 후, 남아있는 프로판-포함 잔류 가스로부터 잔류 가스 중에 존재하는 적어도 일부분의 프로판을 순환 가스로서 프로필렌으로의 프로판의 불균질 촉매화 부분 탈수소화에 재순환시키는 것이다. A common feature of the process described in this document is that after removing the target product acrolein or acrylic acid or acrolein and acrylic acid from the product gas mixture of propylene partial oxidation, at least a portion of the propane present in the residual gas from the remaining propane- And recycled to the heterogeneously catalyzed partial dehydrogenation of propane to propylene as a circulating gas.

혹은, 상기 종래 기술의 방법은 본질적으로 2개의 군으로 나뉠 수 있다. 2개 군 중 하나의 방법은, 프로필렌을 남아있는 프로판의 존재 하에 목적하는 표적 생성물로 부분 산화시키기 전에 프로판 및 프로필렌 이외의 성분을 불균질 촉매화 부분 탈수소화의 생성물 가스 혼합물로부터 흡수시켜 제거하는 것을 특징으로 한다 (DE 10 2005 013039.9). 이러한 절차의 단점은 일반적으로 가스를 압축시킬 3개 이상의 구역이 필요하다는 것이다. 우선, 전형적으로 내부에 존재하는 프로필렌 및 프로판의 흡수 제거 전에 프로판의 불균질 촉매화 부분 탈수소화의 생성물 가스의 압축이 필요한데, 이는 흡수 제거가 통상 가압 하에서만 효율적으로 수행될 수 있기 때문이다. 또한, 일반적으로 불균질 촉매화 부분 산화에 사용된 산소 공급원의 압축이 필요하고, 아울러 통상 프로필렌의 불균질 촉매화 부분 산화시 남아있으며 불균질 촉매화 부분 탈수소화로 재순환되는 프로판의 압축이 필요하다. 2개 군 중 다른 하나의 방법은, 불균질 촉매화 프로필렌 부분 산화를 위해서 불균질 촉매화 부분 탈수소화의 생성물 가스 혼합물 그 자체의 사용을 권고하는 것을 특징으로 한다 (예를 들어 DE-A 103 160 39 참조). 이러한 절차의 기초는 특히, 프로판의 불균질 촉매화 부분 탈수소화시 형성된 수소 분자가 후속의 프로필렌 불균질 촉매화 부분 산화에 불리한 영향을 미치지 않는다는 가정이다 (산소의 존재를 필요로 하며 유리 수소가 중간체로서 형성되지 않고 (탈수소화될 탄화수소로부터 나온 수소는 물 (H2O)로서 직접 방출됨) 검출되지도 않는 발열성 불균질 촉매화 옥시탈수소화와는 반대로, 불균질 촉매화 탈수소화 (예를 들어 반응 구역 A에서 수행될 것)는 본원에서 옥시탈수소화와는 반대로 열 특성이 흡열성이며 (발열성 수소 연소는 반응 구역 A에서 이후 단계로서 포함될 수 있음) 유리 수소 분자가 적어도 중간체로서 형성되는 ("통상적인") 탈수소화를 의미하는 것으로 이해될 것이고, 이는 일반적으로 옥시탈수소화와 상이한 반응 조건 및 상이한 촉매를 필요로 하며, 즉 본 발명에 따른 방법에서 반응 구역 A에서 프로판의 불균질 촉매화 부분 탈수소화는 반드시 H2의 방출과 함께 진행됨). 그러나, 사내 연구는 프로필렌의 불균질 촉매화 부분 산화를 위한 반응 가스 혼합물 중 증가량의 수소 분자의 존재가 부분 산화의 부산물 범위에 유의한 영향을 미치지는 않지만 (아마도 수소 분자의 현저한 환원 잠재력으로 인해) 불균질 촉매화 부분 가스상 산화에 사용될 촉매의 수명을 현저히 손상시킨다는 것을 보여주었다.Alternatively, the prior art methods can be essentially divided into two groups. One method of either group is to adsorb and remove components other than propane and propylene from the product gas mixture of heterogeneously catalyzed partial dehydrogenation prior to partial oxidation of the propylene to the desired target product in the presence of the remaining propane (DE 10 2005 013039.9). A disadvantage of this procedure is that it generally requires more than two zones to compress the gas. First, it is typically necessary to compress the product gas of inhomogeneously catalyzed partial dehydrogenation of propane prior to removal of the adsorbed propylene and propane present therein, since the absorption elimination can usually only be carried out efficiently under pressure. Also, the compression of the oxygen source used in the heterogeneously catalyzed partial oxidation is generally required, and also the compression of propane, which usually remains in the heterogeneously catalyzed partial oxidation of propylene and recycled to the heterogeneously catalyzed partial dehydrogenation . The other of the two groups is characterized by the use of the product gas mixture itself of heterogeneously catalyzed partial dehydrogenation for the heterogeneously catalyzed partial oxidation of propylene (for example DE-A 103 160 39). The basis of such a procedure is, in particular, the hypothesis that hydrogen molecules formed upon heterogeneously catalyzed partial dehydrogenation of propane do not adversely affect the subsequent propylene heterogeneously catalyzed partial oxidation (requiring the presence of oxygen, (Hydrogen released from hydrocarbons to be dehydrogenated is released directly as water (H 2 O)). In contrast to pyrogenic heterogeneously catalyzed oxydehydrogenation, which is not detected, heterogeneously catalyzed dehydrogenation (Which will be carried out in reaction zone A) is here an endothermic thermal characteristic as opposed to oxydehydrogenation (pyrogenic hydrogen combustion may be included as a step later in reaction zone A) and free hydrogen molecules are formed at least as intermediates ("Conventional") dehydrogenation, which generally means that different reaction conditions and different catalysts than oxydehydrogenation , I.e. the heterogeneously catalyzed partial dehydrogenation of propane in reaction zone A proceeds with the release of H 2 in the process according to the invention. However, in-house studies have shown that the presence of increasing amounts of hydrogen molecules in the reaction gas mixture for heterogeneously catalyzed partial oxidation of propylene does not significantly affect the by-product range of partial oxidation (presumably due to the remarkable reduction potential of hydrogen molecules) Lt; RTI ID = 0.0 > catalyst < / RTI > to be used for heterogeneously catalyzed partial gas phase oxidation.

또한, 수소 분자는 반응 가스 B에 특정 확산 거동을 갖는 잠재적 폭발성 성분을 부여한다 (특정 구성 물질은 수소 분자에 침투성임). 초과량의 산소 분자의 사용이 상기 문제와 밀접히 연결되는데, 이는 표적 반응 화학량론에 비해 반응 구역 B의 부분 산화시 증가된 촉매 수명에 유리하며, 물론 반응 구역 B에서 수소 분자의 존재 하에 증가된 폭발 위험을 초래한다 (아크릴산이 표적 생성물이고 필요한 산소 분자의 총량이 미리 반응 가스 B에 첨가될 경우, 반응 가스 B에 존재하는 산 소 분자 대 그 내부에 존재하는 프로필렌의 몰비 1.5 초과가 통상적으로 필요함 (이는 이미 낮은 정도의 프로필렌 완전 연소를 고려한 것임)).In addition, the hydrogen molecule imparts a potential explosive component with a specific diffusion behavior to the reaction gas B (a particular constituent material is permeable to hydrogen molecules). The use of an excess of oxygen molecules is closely linked to this problem, which is advantageous for increased catalyst life in the partial oxidation of reaction zone B as compared to the target reaction stoichiometry, (When acrylic acid is the target product and the total amount of oxygen molecules required is added to the reaction gas B in advance, it is usually necessary to have a mole ratio of propylene present in the reaction gas B to the oxygen molecule present therein of more than 1.5 Which already takes into account the low degree of propylene complete combustion).

기재된 종래 기술에 비추어, 본 발명의 목적은 최악의 경우에도 감소된 형태로 기재된 단점을 갖는 본원의 서론에 따른 개선된 방법을 제공하는 것이다.In view of the described prior art, it is an object of the present invention to provide an improved method according to the present disclosure having the disadvantages described in a reduced form even in the worst case.

따라서,therefore,

A) - 프로판을 포함하는 2개 이상의 가스 공급 스트림 (1개 이상은 새로운 프로판을 포함함)을 제1 반응 구역 A에 공급하여 반응 가스 A를 형성하고,A) -propane is fed to the first reaction zone A to form a reaction gas A,

- 반응 구역 A에서, 프로판의 부분 불균질 촉매화 탈수소화에 의해 수소 분자 및 프로필렌을 형성하는 1개 이상의 촉매층을 통해 반응 가스 A를 전달하고,Transferring the reaction gas A through one or more catalyst layers forming hydrogen molecules and propylene by partial heterogeneously catalyzed dehydrogenation of propane in reaction zone A,

- 산소 분자를 반응 구역 A에 공급하고, 반응 구역 A에서 반응 가스 A에 존재하는 적어도 일부분의 수소 분자를 수증기로 산화시키고,Oxygen molecules are supplied to the reaction zone A, at least a part of the hydrogen molecules present in the reaction gas A in the reaction zone A are oxidized with water vapor,

- 프로필렌, 프로판 및 수증기를 포함하는 생성물 가스 A를 반응 구역 A로부터 배출시키고,- product gas A containing propylene, propane and water vapor is withdrawn from reaction zone A,

B) 적절한 경우, 제1 분리 구역 I에서, 생성물 가스 A에 존재하는 수증기를 생성물 가스 A의 간접 및/또는 직접 냉각에 의해 부분적으로 또는 완전히 응축시켜 제거함으로써 생성물 가스 A*를 남기고, B) Where appropriate, in the first separation zone I, the water vapor present in the product gas A is partially or completely removed by indirect and / or direct cooling of the product gas A to leave the product gas A *

C) 반응 구역 B에서, 생성물 가스 A 또는 생성물 가스 A*를 산소 분자의 공급과 함께 사용하여 1개 이상의 산화 반응기를 프로판, 프로필렌 및 산소 분자를 포함하는 반응 가스 B로 충전시키고, 그 내부에 존재하는 프로필렌을 불균질 촉매화 부분 가스상 산화시켜 표적 생성물로서 아크롤레인 또는 아크릴산 또는 이의 혼합물, 및 또한 비전환 프로판-포함 생성물 가스 B를 생성하고,C) In reaction zone B, product gas A or product gas A * is used together with the supply of oxygen molecules to charge at least one oxidation reactor with reaction gas B comprising propane, propylene and oxygen molecules, Heterogeneously catalyzed partial gas phase oxidation of the propylene to produce acrolein or acrylic acid or a mixture thereof as the target product and also the unconverted propane-containing product gas B,

D) 생성물 가스 B를 반응 구역 B 밖으로 전달하고, 제2 분리 구역 II에서 그 내부에 존재하는 표적 생성물을 제거하여 프로판-포함 잔류 가스를 남기고,D) delivering the product gas B out of the reaction zone B and removing the target product present therein in the second separation zone II leaving a propane-

E) 적절한 경우, 잔류 가스의 조성을 갖는 일부분의 잔류 가스를 프로판-포함 공급 스트림으로서 반응 구역 A로 재순환시키고 (잔류 가스 순환 가스),E) Where appropriate, a portion of the residual gas having a composition of the residual gas is recycled as the propane-containing feed stream to the reaction zone A (residual gas circulation gas)

F) 분리 구역 III에서, 반응 구역 A로 재순환되지 않고 적절한 경우 내부에 존재하는 임의의 수증기가 응축에 의해 미리 부분적으로 또는 완전히 제거되고/되거나 내부에 존재하는 임의의 수소 분자가 분리막에 의해 미리 부분적으로 또는 완전히 제거된 잔류 가스 중에 존재하는 프로판을 잔류 가스로부터의 흡수에 의해 유기 용매 (흡수제)로 흡수시켜 프로판-포함 흡수물을 형성하고, F) In the separation zone III, any water vapor which is not recycled to the reaction zone A, if appropriate, and which is present inside, if appropriate, is partially or completely removed by condensation and / or any hydrogen molecules present therein are pre- (Absorber) by absorption from the residual gas to form a propane-containing absorbent, wherein the propane-

G) 분리 구역 IV에서, 프로판을 흡수물로부터 제거하고, 프로판-포함 공급 스트림 (바람직하게는 수증기를 포함하는 프로판 순환 가스)으로서 반응 구역 A로 재순환시키며,G) In the separation zone IV, propane is removed from the absorption and recycled to the reaction zone A as a propane-containing feed stream (preferably propane circulating gas containing water vapor)

반응 구역 A에서 적어도 충분한 수소 분자를 수증기로 산화시켜 반응 구역 A에서 수증기로 산화된 수소의 양이 반응 구역 A에서 형성된 수소 분자의 양의 20 mol% 이상인 것을 포함하는,Wherein at least sufficient hydrogen molecules in the reaction zone A are oxidized with water vapor so that the amount of hydrogen oxidized to water vapor in the reaction zone A is 20 mol% or more of the amount of hydrogen molecules formed in the reaction zone A,

프로판으로부터 아크롤레인 또는 아크릴산 또는 이의 혼합물을 제조하는 방법을 발견하였다. A process for producing acrolein or acrylic acid or mixtures thereof from propane has been found.

유리하게는 본 발명에 따라, 반응 구역 A에서 수소 분자의 산화 (연소)에 의해 생성된 열 에너지의 일부 이상이 또한 반응 가스 A 및/또는 생성물 가스 A와 간접 열 교환에 의해 열 담체로서 사용되어 반응 가스 A 충전 가스 혼합물 (반응 구역 A에 공급된 가스 공급 스트림)의 성분을 가열할 것이다.Advantageously, according to the invention, at least some of the thermal energy produced by the oxidation (combustion) of hydrogen molecules in the reaction zone A is also used as a heat carrier by indirect heat exchange with the reaction gas A and / or the product gas A The reaction gas A will heat the components of the charge gas mixture (gas feed stream fed to reaction zone A).

유리하게는 본 발명에 따라, 반응 구역 A에서 수증기로 산화된 수소의 양은 각 경우 반응 구역 A에서 형성된 수소 분자의 양을 기준으로 25 mol% 이상, 양호하게는 30 mol% 이상, 바람직하게는 35 mol% 이상, 더 바람직하게는 40 mol% 이상, 더 양호하게는 45 mol% 이상, 가장 바람직하게는 50 mol% 이상이다.Advantageously, according to the invention, the amount of hydrogen oxidized by water vapor in reaction zone A is in each case at least 25 mol%, preferably at least 30 mol%, preferably at least 35 mol%, based on the amount of hydrogen molecules formed in reaction zone A mol% or more, more preferably 40 mol% or more, still more preferably 45 mol% or more, and most preferably 50 mol% or more.

바꾸어 말하면, 본 발명에 따른 방법은 또한 반응 구역 A에서, 반응 구역 A에서 형성된 수소 분자의 양을 기준으로 55 mol% 이하, 또는 60 mol% 이하, 또는 65 mol% 이하, 또는 70 mol% 이하, 또는 75 mol% 이하, 또는 80 mol% 이하, 또는 85 mol% 이하, 또는 90 mol% 이하, 또는 95 mol% 이하, 또는 100 mol% 이하의 수소 분자를 수증기로 산화시키는 방법이다. In other words, the process according to the invention can also be carried out in the reaction zone A in an amount of not more than 55 mol%, or not more than 60 mol%, or not more than 65 mol%, or not more than 70 mol%, based on the amount of hydrogen molecules formed in the reaction zone A, Or 75 mol% or less, or 80 mol% or less, or 85 mol% or less, or 90 mol% or less, or 95 mol% or less, or 100 mol% or less.

물로의 수소 분자의 연소 (산화)가 프로판의 탈수소화 과정 중 수소 분자의 형성에 소모된 열의 양의 약 2배를 제공한다는 사실을 부분 산화시 촉매 수명에 대한 반응 가스 B의 성분으로서의 수소 분자의 효과에 더하여 고려할 경우, 본 발명에 따른 방법에서 반응 구역 A에서 연소된 수소 분자의 양이 반응 구역 A에서 형성된 수소 분자의 양을 기준으로 30 내지 70 mol%, 양호하게는 40 내지 60 mol%인 경우가 예상 열의 관점에서 유리하다.The fact that the combustion (oxidation) of hydrogen molecules into water provides about twice the amount of heat consumed in the formation of hydrogen molecules during the dehydrogenation of propane is attributed to the fact that hydrogen molecules as components of reaction gas B , The amount of hydrogen molecules burned in the reaction zone A in the process according to the invention is 30 to 70 mol%, preferably 40 to 60 mol%, based on the amount of hydrogen molecules formed in the reaction zone A The case is advantageous in terms of expected heat.

또한, 반응 가스 B (즉 여전히 수소 분자를 포함하는 반응 가스 B) 중 제한된 함량의 수소 분자는 수소 분자가 가스 중 최대 열 전도성의 이점을 갖는다는 점에서 어느 정도 유리하다. 문헌 [Walter J. Moore, Physikalische Chemie [Physical chemistry], WDEG Verlag, Berlin (1973), page 171]에 따라, 표준 조건 하의 열 전도성은 예를 들어 이산화탄소의 열 전도성의 10배 초과 및 질소 분자 또는 산소 분자의 열 전도성의 약 8배이다.In addition, a limited amount of hydrogen molecules in the reaction gas B (i.e., the reaction gas B still containing hydrogen molecules) is advantageous to some extent in that the hydrogen molecule has the advantage of maximum thermal conductivity in the gas. According to Walter J. Moore, Physikalische Chemie [Physical chemistry], WDEG Verlag, Berlin (1973), page 171, thermal conductivity under standard conditions is, for example, greater than 10 times the thermal conductivity of carbon dioxide and nitrogen molecules or oxygen It is about 8 times the thermal conductivity of the molecule.

이러한 증가된 열 전도성은 DE-A 33 13 573의 표 I에 따라 반응 구역 B에서 수소 분자의 존재 하에 COx 형성의 선택성이 수소 분자의 부재 하에서 보다 유의하게 낮음에 대한 원인이 된다. 반응 구역 B에서 반응 위치로부터 보다 급속한 열 제거 때문에, 보다 낮은 촉매 표면 온도 및 그에 따른 보다 낮은 비율의 프로필렌 완전 연소가 야기된다. 이는 본 발명에 따른 방법에서와 같이 최대 열 전도성을 갖는 수소 분자 및 최대 열 흡수성을 갖는 프로판이 열 제거에서 함께 상승작용적으로 관여할 경우 특히 적용된다.This increased thermal conductivity causes the selectivity of CO x formation in the presence of hydrogen molecules in reaction zone B to be significantly lower in the absence of hydrogen molecules in accordance with Table I of DE-A 33 13 573. Because of the more rapid heat removal from the reaction site in reaction zone B, a lower catalyst surface temperature and hence a lower proportion of propylene complete combustion is caused. This applies in particular when hydrogen molecules with the highest thermal conductivity and propane with the maximum heat absorbency, as in the process according to the invention, are synergistically involved in the heat removal together.

그러나 원칙적으로, 본 발명에 따른 방법에서 반응 가스 B는 더이상 수소 분자를 포함하지 않을 수도 있다.In principle, however, in the process according to the invention, the reaction gas B may no longer contain hydrogen molecules.

원칙적으로, 프로필렌, 프로판 및 수증기를 포함하며 반응 구역 A로부터 배출되는 생성물 가스 A는 반응 구역 B에서 1개 이상의 산화 반응기를 충전시키는데 그 자체로 사용될 수 있다. 그러나, 본 발명에 따라 제1 분리 구역 I에서 생성물 가스 A에 존재하는 적어도 일부분의 수증기를 생성물 가스 A의 직접 및/또는 간접 냉각에 의해 응축시키고, 그 결과 생성물 가스 A로부터 수증기를 제거하여 수증기 함량이 생성물 가스 A의 수증기 함량보다 낮은 생성물 가스 A*를 남기는 것이 유리하다. In principle, product gas A containing propylene, propane and water vapor and exiting reaction zone A can be used as such in itself to fill one or more oxidation reactors in reaction zone B. However, according to the present invention, at least a portion of the water vapor present in the product gas A in the first separation zone I is condensed by direct and / or indirect cooling of the product gas A, resulting in the removal of water vapor from the product gas A, It is advantageous to leave the product gas A * lower than the water vapor content of the product gas A.

이에 대한 하나의 이유는 아크롤레인 및/또는 아크릴산 표적 생성물이 생성물 가스 A의 성분보다 유의하게 높은 수친화성을 갖는다는 것이며, 이는 증가된 양의 수증기를 포함하는 생성물 가스 B로부터 표적 생성물 제거가 유의한 에너지 요구와 관련되는 이유이다. 둘째로, 반응 가스 B 중 증가된 양의 수증기는 전형적으로, 통상 Mo를 산화 형태로 포함하며 부부 산화에 사용되는 촉매의 수명을 감소시키는데, 이는 H2O가 산화몰리브덴의 승화를 촉진시키기 때문이다. 또한, 반응 구역 A와 반응 구역 B 사이에서 제거된 수증기는 반응 가스 B의 총 부피를 감소시키고, 그 결과 반응 가스 B를 반응 구역 B를 통해 전달하는데 소비될 에너지 요구량을 감소시킨다.One reason for this is that the acrolein and / or acrylic acid target product has a significantly higher affinity than the components of product gas A, which means that product product removal from product gas B, which contains an increased amount of water vapor, This is the reason related to the demand. Secondly, an increased amount of water vapor in the reaction gas B typically contains Mo in oxidized form and reduces the lifetime of the catalyst used in the secondary oxidation because H 2 O promotes the sublimation of molybdenum oxide . In addition, the water vapor removed between the reaction zone A and the reaction zone B reduces the total volume of the reaction gas B, thereby reducing the energy requirement to be spent in transferring the reaction gas B through the reaction zone B.

유리하게는, 생성물 가스 A에 존재하는 수증기 5 mol% 이상, 양호하게는 10 mol% 이상, 더 양호하게는 15 mol% 이상, 특히 유리하게는 20 mol% 이상, 더 유리하게는 25 mol% 이상 또는 30 mol% 이상, 더욱 더 유리하게는 35 mol% 이상 또는 40 mol% 이상, 양호하게는 45 mol% 이상 또는 50 mol% 이상, 특히 유리하게는 55 mol% 이상 또는 60 mol% 이상, 바람직하게는 65 mol% 이상 또는 70 mol% 이상, 더 바람직하게는 75 mol% 이상 또는 80 mol% 이상, 더욱 더 바람직하게는 85 mol% 이상 또는 90 mol% 이상, 다수의 경우 95 mol% 이상 또는 극단의 경우 100 mol% 이하 (그러나 종종 80 mol% 이하, 또는 85 mol% 이하, 또는 90 mol% 이하, 또는 95 mol% 이하, 또는 98 mol% 이하)가 본 발명에 따른 방법에서 분리 구역 I에서 응축에 의해 제거된다. 반응 가스 B 중 제한된 (그러나 사라지지 않는) 수증기 함량이 통상 반응 구역 B에 사용된 촉매의 활성에 유리한 효과를 갖는다는 점 (특히 다금속 산화물의 경우)에서 바람직하다.Advantageously, at least 5 mol%, preferably at least 10 mol%, more preferably at least 15 mol%, particularly advantageously at least 20 mol%, more advantageously at least 25 mol% of water vapor present in the product gas A Or at least 30 mol%, even more advantageously at least 35 mol% or at least 40 mol%, preferably at least 45 mol% or at least 50 mol%, particularly advantageously at least 55 mol% or at least 60 mol% Is at least 65 mol% or at least 70 mol%, more preferably at least 75 mol% or at least 80 mol%, even more preferably at least 85 mol% or at least 90 mol%, in many cases at least 95 mol% (But frequently less than or equal to 80 mol%, or less than or equal to 85 mol%, or less than or equal to 90 mol%, or less than or equal to 95 mol%, or less than or equal to 98 mol%) is present in the separation zone I in the process according to the present invention . It is preferable that the limited (but not vanish) water vapor content of the reaction gas B has an advantageous effect on the activity of the catalyst normally used in the reaction zone B (especially in the case of a multimetal oxide).

본 발명에 따른 방법에서 반응 구역 A와 반응 구역 B 사이에서 물의 제거가 단순한 응축에 의해 달성될 수 있다는 것이 바람직하다.In the process according to the invention it is preferred that the removal of water between the reaction zone A and the reaction zone B can be achieved by simple condensation.

반응 구역 A와 반응 구역 B 사이에서 제거된 물은 단지 반응 구역 A에서 수소 산화에 의해 형성된 물이 아닐 수 있다. 대신에, 수증기가 추가로 반응 구역 A에서 불활성 희석 가스로서 사용될 수도 있고, 적절한 경우 분리 구역 I에서 부분적으로 또는 완전히 동일하게 제거된다. The water removed between reaction zone A and reaction zone B may not be water formed by hydrogen oxidation only in reaction zone A. Instead, steam may be further used as an inert diluent gas in the reaction zone A and, if appropriate, partially or completely removed in the separation zone I as appropriate.

특히 승압에서 물의 비교적 높은 비점 때문에, 상기 응축은 통상 생성물 가스 A의 단순한 직접 및/또는 간접 냉각에 의해 달성될 수 있다. 원칙적으로, 응축은 단일 단계 또는 다단계 냉각에 의해 일어날 수 있다. 적절하게는 본 발명에 따라, 물의 응축 제거가 다단계 냉각에 의해 일어날 것이다. 유리하게는 응용 관점에서, 직접 및 간접 냉각이 조합으로 사용될 것이다. 본 발명의 목적에 적합한 간접 열 교환기는 원칙적으로 공지된 모든 간접 열 교환기 유형이다. 이들 중, 관다발 열 교환기 및 판형 열 교환기를 사용하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 제1 냉각 단계에서, 반응 구역 A로부터 고온 배출된 생성물 가스 A (생성물 가스 A의 전형적인 온도는 예를 들어 400 내지 700℃, 바람직하게는 500 내지 600℃이고, 생성물 가스 A의 전형적인 작용 압력은 일반적으로 1 초과 또는 1.5 내지 5 bar, 또는 2 내지 5 bar, 바람직하게는 1.5 또는 2 내지 3 bar임)는 제1 간접 열 교환기에서 전달될 수 있고 (매우 일반적으로, 반응 구역 A로부터 배출된 고온 생성물 가스 A는 본 발명에 따른 방법에서 사용되어 반응 가스 A 충전 가스 혼합물의 일부 이상의 성분 또는 모든 성분을 (각 경우 목적하는 온도로) 가열할 수 있음), 동시에 생성물 가스 A를 예를 들어 프로판을 포함하며 분리 구역 IV에서 흡수물로부터 제거된 가스 스트림 (프로판 순환 가스)에 병류 또는 역류로, 적절한 경우 직렬로 연결된 일련의 열 교환기 (예를 들어 직렬로 연결된 2개의 열 교환기)에서 간접 열 교환에 의해 냉각시켜, 생성물 가스 A를 반응 구역 A에 전달된 프로판-포함 공급 스트림의 하나로서 반응 구역 A에 필요한 유입 온도 수준이 되게 할 수 있다. 이 온도 수준은 본 발명에 따른 방법에 전형적인 방식으로 예를 들어 400 내지 600℃, 바람직하게는 450 내지 550℃의 범위 내에서 변할 수 있다. 하류의 제2 간접 열 교환기에서, 기재된 바와 같이 냉각된 생성물 가스 A는 적절하게는 예를 들어 내부에 존재하는 수증기가 이미 목적하는 정도로 사전 제거된 생성물 가스 A에 병류 또는 역류로 전달되어 (즉 생성물 가스 A*에 병류 또는 역류로 전달됨), 온도를 내부에 존재하는 프로필렌의 후속 부분 산화에 적합 및 적절한 온도 수준으로 다시 증가시킬 것이다. 제2 간접 열 교환기를 떠날 경우, 생성물 가스 A는 일반적으로 여전히 100℃ 초과의 온도를 갖는다. 통상 공기 냉각기로서 (예를 들어 공기에 대해 생성물 가스 A가 병류 또는 역류로) 설치되는 제3 간접 열 교환기에서, 생성물 가스 A의 온도는 100℃ 미만의 온도로 낮아질 것이다. 이어서, 후속의 직접 냉각기에서 수증기의 제거가 수행될 수 있다. 직접 냉각기 (직접 응축기)는 그 자체로 공지된 디자인을 가질 수 있으며 (예를 들어 정류 컬럼에 상응할 수 있음), 열 교환 표면적을 확대하기 위한 목적에 통상적인 (예를 들어 정류 컬럼에 통상적인) 내부물을 가질 수 있다. 그러나 일반적으로는 이러한 내부물은 없어도 된다. 전형적으로, 직접 응축기의 컬럼 바디는 단열되지 않는다. 컬럼 벽을 통한 열 손실을 증가시키는 모든 조치, 예를 들어 천공된 시트 또는 컬럼 표면에 평행하게 용접된 냉각 립(rib)이 바람직하다. 생성물 가스 A의 직접 냉각을 위해 사용된 냉각제는 유리하게는, 적절하게는 직접 냉각에 사용하기 전 냉각수 (적절하게는 응용 관점에서 지표수)를 이용하여 간접 열 교환기에서 35℃ 이하, 바람직하게는 30℃ 이하의 온도로 냉각된 다른 생성물 가스 A로부터 사전 응축에 의해 제거된 수성상일 것이다. 직접 냉각기에서, 생성물 가스 A 및 미세 분무 수성 직접 냉각제가 병류 또는 역류로 전달될 수 있다. 일반적으로, 병류가 바람직하다.Because of the relatively high boiling point of the water, especially at elevated pressures, the condensation can usually be achieved by simple direct and / or indirect cooling of the product gas A. In principle, condensation can occur by a single step or by multistage cooling. Suitably according to the present invention, the removal of condensation of water will occur by multi-stage cooling. Advantageously from an application point of view, direct and indirect cooling will be used in combination. Indirect heat exchangers suitable for the purposes of the present invention are, in principle, all known types of indirect heat exchangers. Among them, it is preferable to use a tube heat exchanger and a plate heat exchanger. For example, in the first cooling step, the product gas A discharged from the reaction zone A at a high temperature (the typical temperature of the product gas A is, for example, 400 to 700 占 폚, preferably 500 to 600 占 폚, The working pressure is generally greater than 1 or 1.5 to 5 bar, or 2 to 5 bar, preferably 1.5 or 2 to 3 bar) can be delivered in the first indirect heat exchanger (very generally from reaction zone A The discharged high temperature product gas A may be used in the process according to the invention to heat (in each case, to a desired temperature) at least some of the components or some of the components of the reaction gas A charge gas mixture, while at the same time, (Propane circulating gas), which contains propane and is removed from the absorption in the separation zone IV, in a cocurrent or countercurrent, and, if appropriate, a series of heat exchangers , The product gas A can be brought to the required inlet temperature level in the reaction zone A as one of the propane-containing feed streams delivered to the reaction zone A . This temperature level may vary in a typical manner in the process according to the invention, for example in the range of 400 to 600 占 폚, preferably 450 to 550 占 폚. In the second indirect heat exchanger downstream, the cooled product gas A, as described, is suitably delivered, for example, in co-current or countercurrent to the product gas A which has already been pre-removed to the desired extent, Will be returned to the gas A * in either cocurrent or countercurrent flow), the temperature will again increase to the appropriate temperature level and suitable for subsequent partial oxidation of the propylene present therein. When leaving the second indirect heat exchanger, the product gas A generally still has a temperature above 100 ° C. In a third indirect heat exchanger, which is normally installed as an air cooler (e.g., with product gas A in cocurrent or countercurrent to air), the temperature of product gas A will be lowered to a temperature below 100 ° C. Subsequently, the removal of water vapor in a subsequent direct cooler can be carried out. The direct cooler (direct condenser) may have a design known per se (which may correspond to a rectifying column, for example) and may be designed for a purpose that is conventional for the purpose of enlarging the heat exchange surface area ) Internal water. In general, however, such an interior is not necessary. Typically, the column body of the direct condenser is not insulated. Any action that increases the heat loss through the column wall, for example a cooling rib welded in parallel to the perforated sheet or column surface, is preferred. The coolant used for the direct cooling of the product gas A is advantageously cooled to 35 ° C or lower, preferably 30 ° C or lower, in an indirect heat exchanger using cooling water (suitably surface water from an application point of view) Lt; RTI ID = 0.0 > A < / RTI > In the direct cooler, the product gas A and the fine atomized aqueous direct coolant can be delivered in cocurrent or countercurrent. Generally, cocurrent flow is preferable.

그 자체로 공지된 분리기 (예를 들어 기계적 액적 분리기)를 이용하여, 수성상 및 남아있는 가스상을 서로 분리할 수 있다. 상기한 바와 같이 수행되는, 제거된 수성상의 냉각 후, 수성상을 다시 생성물 가스 A의 직접 냉각에 공급할 수 있다.Using a separator known per se (e.g., a mechanical drop separator), the aqueous phase and the remaining gaseous phase can be separated from each other. After cooling the removed aqueous phase, which is carried out as described above, the aqueous phase may again be fed to the direct cooling of the product gas A.

남아있는 가스상 (기재된 경우, 생성물 가스 A*)의 온도는 수증기가 없도록 생성물 가스 A와의 후속 간접 열 교환 (상기 기재됨)에 의해 프로필렌의 후속 부분 산화에 적절한 온도로 증가할 수 있다. 원칙적으로, 본 발명에 따른 방법에서 생성물 가스 A에 존재하는 수증기는 단지 일부분으로부터의 응축에 의해 제거될 수도 있다. 그 결과 형성된 생성물 가스 A*는 이후 그 자체로 또는 응축에 의해 처리되지 않은 생성물 가스 A 부분 (반대 의미에서, 이 혼합물은 마찬가지로 생성물 가스 A*임)과의 혼합물로 프로필렌의 불균질 촉매화 부분 산화를 충전하는데 사용될 수 있다. 생성물 가스 A의 직접 냉각 (예를 들어 바람직하게는 간접 열 교환에 의해 냉각된 생성물 가스 A로부터의 응축에 의해 사전 제거된 수성상을 이용)의 추가 이점은 일반적으로 직접 냉각이 예를 들어 프로판의 불균질 촉매화 부분 탈수소화로부터 유래된 탈수소화 촉매 입자일 수 있는, 생성물 가스 A에 존재하는 임의의 고체 입자의 침착을 일으켜, DE-A 103 160 39의 교시에 따라 이후 프로필렌의 불균질 촉매화 부분 산화에 성가신 효과를 미칠 수 있다는 것이다. 이는 특히 부분 산화를 충전하는데 사용된 생성물 가스 A 또는 생성물 가스 A*가 여전히 수소 분자를 포함할 경우 적용된다. 즉, 적절하게는 본 발명에 따라, DE-A 103 160 39에 따른 기계적 분리 작업이, 비록 기재된 바와 같이 수행되는 반응 가스 A의 직접 냉각의 형태만일 지라도, 매우 일반적으로 반응 구역 A와 반응 구역 B 사이에 연결된다.The temperature of the remaining gaseous phase (if present, product gas A * ) may be increased to a temperature suitable for subsequent partial oxidation of propylene by subsequent indirect heat exchange with product gas A (described above) so that there is no steam. In principle, the water vapor present in the product gas A in the process according to the invention may be removed only by condensation from the part. The resulting product gas A * is then subjected to a heterogeneously catalyzed partial oxidation of propylene to a mixture of the product gas A portion which is not treated by itself or by condensation (in a sense, the mixture is likewise the product gas A * Lt; / RTI > An additional advantage of direct cooling of the product gas A (for example by use of an aqueous phase which has been pre-removed, preferably by condensation from the product gas A cooled by indirect heat exchange) is generally achieved by direct cooling, Heterogeneously catalyzed partial dehydrogenation, resulting in the deposition of any solid particles present in product gas A, which can then be subjected to heterogeneous catalysis of propylene according to the teaching of DE-A 103 160 39 It can have a cumbersome effect on partial oxidation. This applies in particular when the product gas A or product gas A * used to charge the partial oxidation still contains hydrogen molecules. That is to say, according to the present invention, the mechanical separation operation according to DE-A 103 160 39 is very generally carried out in the reaction zone A and the reaction zone B, even if in the form of direct cooling of the reaction gas A, Respectively.

분리 구역 I에서 생성물 가스 A로부터 수증기의 응축 제거는, 바람직하게는 생성물 가스 A로부터 사전 제거되고 (바람직하게는 간접 열 교환에 의해) 냉각된 수성상으로 생성물 가스 A를 직접 냉각시키는 것을 포함할 경우 매우 특히 유리하다.The removal of the condensation of the water vapor from the product gas A in the separation zone I preferably includes the step of cooling the product gas A directly onto the cooled aqueous phase (preferably by indirect heat exchange) Very particularly advantageous.

기재된 바와 같이 응축에 의해 제거된 수성상은 통상 단순한 방식으로, 예를 들어 (적절한 경우 감압 하에서) 수성상을 가열하여 회수될 수 있으며 추가 프로판-포함 공급 스트림으로서 반응 구역 A로 재순환될 수 있는 용해된 프로판을 여전히 포함할 것이다. 생성물 가스 A에 존재하는 물의 응축 제거를 위한 생성물 가스 A의 직접 및/또는 간접 냉각은 일반적으로 1 bar 이하, 보통 0.5 bar 이하, 바람직하게는 0.3 bar 이하의 내부 압력 강하와 연관된다.The aqueous phase removed by condensation, as described, is usually dissolved in a simple manner, for example by heating (if appropriate under reduced pressure) the aqueous phase and by means of a dissolution which can be recovered and recycled to the reaction zone A as an additional propane- ≪ / RTI > propane. Direct and / or indirect cooling of the product gas A for the removal of condensation of water present in the product gas A is generally associated with an internal pressure drop of not more than 1 bar, usually not more than 0.5 bar, preferably not more than 0.3 bar.

반응 구역 A에서 물로의 수소 분자의 산화는, 예를 들어 반응 구역 A를 통한 반응 가스 A의 단일 통과시 일어나는 프로판의 전환을 기준으로 특정 부분 전환값이 달성되었을 경우, 프로판의 실제 불균질 촉매화 부분 탈수소화 후 및/또는 프로판의 불균질 촉매화 부분 탈수소화의 과정 중에 수행될 수 있다. 유리하게는 본 발명에 따라, 반응 구역 A에서 물로 산화된 적어도 일부분의 수소는 (반응 구역 A를 통한 반응 가스 A의 단일 통과를 기준으로) 반응 구역 A에서 프로판의 목적하는 표적 전환 (및 달성되는 목표 전환)이 달성되기 전에 이미 물로 산화된다.Oxidation of hydrogen molecules from reaction zone A to water can be carried out, for example, when a specific partial conversion value is achieved, based on the conversion of propane, which occurs upon single pass of reaction gas A through reaction zone A, Can be carried out after partial dehydrogenation and / or during the process of heterogeneously catalyzed partial dehydrogenation of propane. Advantageously, in accordance with the present invention, at least a portion of the hydrogen oxidized to water in reaction zone A is converted to the desired target conversion (and achieved) of the propane in reaction zone A (based on a single pass of reaction gas A through reaction zone A) Target conversion) is already achieved.

이러한 절차는 무엇보다도 불균질 촉매화 탈수소화의 평형상태로부터 수소 분자를 배출시킴으로써 목적하는 프로필렌 형성을 향해 평형상태 위치를 이동시킨다는 점에서 유리하다. 그러나, 또한 수소 산화시 수득된 반응열이 사전 수행된 탈수소화시 소모된 반응열을 다시 보충하며 후속 추가 탈수소화를 위한 반응열을 제공할 수 있다는 점에서 추가로 유리하다. 유리하게는 본 발명에 따라, 수소 분자 (적어도 일부분)는 반응 구역 A에서 형성된 수소 분자의 총량의 90 mol%, 양호하게는 75 mol%가 형성되기까지 반응 구역 A에서 산소 분자에 의해 연소될 것이다. 바람직하게는 본 발명에 따라, 수소 분자 (적어도 일부분)는 반응 구역 A에서 형성된 수소 분자의 총량의 65 mol%, 또는 55 mol%, 또는 45 mol%가 형성되기까지 반응 구역 A에서 산소 분자에 의해 연소될 것이다.This procedure is advantageous in that it moves the equilibrium position towards the desired propylene formation by, among other things, discharging hydrogen molecules from the equilibrium state of heterogeneously catalyzed dehydrogenation. However, it is further advantageous in that the heat of reaction obtained in the hydrogen oxidation can again replenish the heat of reaction consumed in the pre-performed dehydrogenation and provide a heat of reaction for subsequent further dehydrogenation. Advantageously, according to the invention, the hydrogen molecules (at least a portion) will be burned by the oxygen molecules in reaction zone A until 90 mol%, preferably 75 mol%, of the total amount of hydrogen molecules formed in reaction zone A is formed . Preferably, in accordance with the present invention, the hydrogen molecules (at least a portion) are separated by an oxygen molecule in reaction zone A until 65 mol%, or 55 mol%, or 45 mol% of the total amount of hydrogen molecules formed in reaction zone A is formed It will burn.

수소 분자가 반응 구역 A에서 연소되는 시점은 무엇보다도 산소 분자가 반응 구역 A에 공급되는 장소 (시간)에 의해 영향받을 수 있다. The point at which the hydrogen molecule is burned in the reaction zone A can be influenced, among other things, by the location (time) at which the oxygen molecule is fed into the reaction zone A.

분리 구역 II에 남아있는 프로판-포함 잔류 가스 일부분 (이의 조성은 잔류 가스의 조성에 상응함)이 그 자체로 (즉 분리 구역 III/IV를 통과하지 않고) 반응 구역 A에 전달될 경우, 상기 잔류 가스가 일반적으로 반응 구역 B에서 초과량으로 사용된 산소 분자를 여전히 포함하기 때문에, 반응 구역 A의 충전 가스 혼합물은 이미 산소 분자를 포함할 수 있다.When the propane-containing residue gas fraction (the composition of which corresponds to the composition of the residual gas) remaining in the separation zone II is transferred to the reaction zone A on its own (i.e. without passing through the separation zone III / IV) The charge gas mixture in reaction zone A may already contain oxygen molecules since the gas still contains the oxygen molecules used in excess in reaction zone B. [

또한, 반응 구역 A의 촉매 충전의 구성에 영향받을 수 있다. 따라서, 반응 구역 A는 예외적으로 산소 분자에 의해 수소 분자를 물로 산화시키는 것만을 선택적으로 촉매하는 촉매로 국부적으로 충전될 수 있다. 다른 촉매는 탈수소화를 매우 선택적으로 촉매할 수 있다. 일반적으로, 탈수소화를 촉매할 수 있는 촉매는 또한 수소 연소를 촉매할 수 있으며, 이 경우 통상 수소 연소 반응의 활성화 에너지를 매우 현저히 감소시킬 수 있다.Also, the composition of the catalyst charge in the reaction zone A can be influenced. Thus, reaction zone A can be locally charged with a catalyst that selectively catalyzes the oxidation of hydrogen molecules to water by exceptionally oxygen molecules. Other catalysts can catalyze dehydrogenation very selectively. In general, catalysts capable of catalyzing dehydrogenation can also catalyze hydrogen combustion, in which case the activation energy of the hydrogen combustion reaction is typically significantly reduced.

본원에서, 새로운 프로판은 반응 구역 A에서의 탈수소화에 아직 참여하지 않은 프로판을 의미하는 것으로 이해된다. 일반적으로는, 프로판 이외의 성분도 소량 포함하는 조 프로판의 성분 (바람직하게는 DE-A 10246119 및 DE-A 10245585에 따른 기준을 충족함)으로서 공급된다.Herein, it is understood that the new propane means propane which has not yet participated in dehydrogenation in reaction zone A. Generally, components other than propane are also supplied as minor components of crude propane (preferably meeting the criteria according to DE-A 10246119 and DE-A 10245585).

이러한 조 프로판은 예를 들어 DE-A 10 2005 022798에 기재된 방법에 의해 수득가능하다. 일반적으로, 새로운 프로판 이외에, 본 발명에 따른 방법에서 반응 구역 A에 공급된 추가 프로판-포함 공급 스트림만이 분리 구역 IV에서 흡수물로부터 제거된 프로판 (및 적절한 경우 잔류 가스 순환 가스의 일부분)이다.Such crude propanes are obtainable, for example, by the process described in DE-A 10 2005 022798. In general, in addition to fresh propane, only the additional propane-containing feed stream fed to reaction zone A in the process according to the invention is propane (and, if appropriate, part of the residual gas circulating gas) removed from the absorption in separation zone IV.

본 발명에 따른 방법에서, 반응 구역 A에 대한 충전 가스 혼합물의 성분으로서 반응 구역 A에 배타적으로 새로운 프로판을 공급하는 것이 바람직하다. 원칙적으로, 새로운 프로판의 부분들은 폭발 안전상의 이유로 또한 반응 구역 B의 제1 및/또는 제2 산화 단계의 충전 가스 혼합물에 또는 본 방법의 임의의 다른 시점에 공급될 수 있다.In the process according to the invention, it is preferred to exclusively supply fresh propane to reaction zone A as a component of the charge gas mixture for reaction zone A. In principle, the parts of the new propane can also be supplied to the packed gas mixture of the first and / or the second oxidation step of the reaction zone B or any other point in the process for reasons of explosion safety.

본원에서, 반응 단계를 촉매하는 촉매층의 반응 가스 적재량은 시간 당 촉매층 (예를 들어 고정 촉매층) 1 리터를 통해 전달되는 표준 리터의 반응 가스 양 (= l (STP); 상응하는 양의 반응 가스가 표준 조건 (0℃, 1 bar) 하에서 흡수되는 부피 (리터))을 의미하는 것으로 이해된다.In this context, the amount of reactant gas in the catalytic layer catalyzing the reaction step is determined by the amount of standard liters of reactant gas (= 1 (STP)) delivered through one liter of catalyst bed per hour (for example a fixed catalyst bed) (Liters) absorbed under standard conditions (0 DEG C, 1 bar)).

적재량은 또한 반응 가스의 한 성분만을 기준으로 할 수 있다. 이 경우, 적재량은 시간 당 촉매층 (순수 불활성 물질층은 고정 촉매층으로 계수되지 않음) 1 리터를 통해 전달되는 상기 성분의 양 (l (STP)/l·h)이다. 촉매층이 촉매와 불활성 성형 희석체의 혼합물로 이루어질 경우, 적재량은 이와 관련하여 언급시 존재하는 촉매의 부피 단위만을 기준으로 할 수도 있다.The loading amount can also be based on only one component of the reaction gas. In this case, the loading amount is the amount (l (STP) / l · h) of the component transferred through 1 liter of the catalyst layer per hour (the pure inert material layer is not counted as the fixed catalyst layer). If the catalyst bed consists of a mixture of a catalyst and an inactive molding diluent, the loading may be based on the volume units of catalyst present in reference to this.

본원에서, 불활성 가스는 일반적으로 상응하는 반응 조건 하에서 본질적으로 화학적 불활성 물질로서 거동하며 (각 불활성 반응 가스 성분은 단독으로 고려됨) 95 mol% 초과, 바람직하게는 97 mol% 초과, 또는 99 mol% 초과의 정도로 화학적으로 비전환된채 남아있는 반응 가스 성분을 의미하는 것으로 이해될 것이다.In this context, the inert gas generally behaves as a chemically inert material under the corresponding reaction conditions, with greater than 95 mol%, preferably greater than 97 mol%, or 99 mol%, (each inert gas component is considered alone) ≪ / RTI > is understood to mean a reactive gas component that remains chemically unconverted to an extent of greater than < RTI ID = 0.0 >

반응 구역 A에서 필요한 산소 분자를 위한 유용한 공급원은 분리 구역 II로부터 유래된 잔류 가스 순환 가스 이외에, 산소 분자 그 자체 또는 산소 분자와 반응 구역 A에서 화학적 불활성으로 거동하는 가스의 혼합물 (또는 상기 불활성 가스의 혼합물) (예를 들어 희가스(noble gas), 예를 들어 아르곤, 질소 분자, 수증기, 이산화탄소 등)이다. 즉, 산소 분자는 50 부피% 이하, 바람직하게는 40 부피% 이하 또는 30 부피% 이하, 유리하게는 25 부피% 이하 또는 20 부피% 이하, 특히 유리하게는 15 부피% 이하 또는 10 부피% 이하, 더 바람직하게는 5 부피% 이하 또는 2 부피% 이하의 (산소 분자 이외의) 다른 가스 (성분)을 포함하는 가스로서 반응 구역 A에 공급될 수 있다. 그러나, 본 발명에 따른 방법에서 반응 구역 A에서의 산소 요구량은 반응 구역 B에서의 산소 요구량에 비해 비교적 낮기 때문에, 본 발명에 따른 방법에서 반응 구역 A에서의 산소 요구량을 위한 산소 공급원으로서 공기를 사용하는 것이 특히 경제적 실행가능성을 이유로 또한 바람직하다. 전달 및 압축될 최소 가스 부피의 관점에서, 반응 구역 A에 순수 산소로서 공급하는 것이 바람직하다. 반응 구역 A로 재순환된 프로판 순환 가스 (분리 구역 IV에서 나옴)는 산소 분자를 일반적으로 소량으로만 포함한다. 이는 반응 구역 B에 필요한 산소 분자의 공급에 본질적으로 동일한 방식으로 적용된다. 즉, 순수 산소로서 산소 분자의 공급은 반응 구역 A 및 반응 구역 B의 산소 요구량 둘 다에 유리한데, 이는 특히 필수적인 것을 넘어 순환 공정의 추가 과정 중 다시 방출되어야 하는 불활성 가스를 본 발명에 따른 방법의 가스 스트림에 부과하지 않기 때문이다.A useful source for the required oxygen molecules in reaction zone A is, in addition to the residual gas recycle gas derived from separation zone II, a mixture of oxygen molecules themselves or oxygen molecules and gases which chemically inertly react in reaction zone A (E.g., noble gas, such as argon, nitrogen molecules, water vapor, carbon dioxide, etc.). That is, the oxygen molecules are present in an amount of up to 50% by volume, preferably up to 40% by volume or up to 30% by volume, advantageously up to 25% by volume or up to 20% by volume, particularly advantageously up to 15% More preferably not more than 5% by volume, or not more than 2% by volume of other gases (other than oxygen molecules). However, in the process according to the invention, since the oxygen demand in the reaction zone A is relatively low compared to the oxygen demand in the reaction zone B, in the process according to the invention, air is used as the oxygen source for the oxygen demand in reaction zone A It is also desirable, especially because of economic viability. From the viewpoint of the minimum gas volume to be delivered and compressed, it is preferable to feed the reaction zone A as pure oxygen. The propane circulating gas recycled to reaction zone A (from separation zone IV) contains only a small amount of oxygen molecules in general. This is applied in essentially the same way as the supply of oxygen molecules required for reaction zone B. That is, the supply of oxygen molecules as pure oxygen is advantageous to both the reaction zone A and the oxygen demand of the reaction zone B, which is an inert gas that must be re-released during further processing of the circulation process, Because it does not impose on the gas stream.

본 발명에 따른 방법에서 반응 구역 B를 충전시킬 수 있는 전형적인 반응 가스 B는 하기 함량을 갖는다:A typical reaction gas B capable of charging reaction zone B in the process according to the invention has the following contents:

프로필렌 4 내지 25 부피%,4 to 25% by volume of propylene,

프로판 6 내지 70 부피%,6 to 70% by volume of propane,

H2O 0 내지 60 부피%,0 to 60% by volume of H 2 O,

O2 5 내지 60 부피%, 및 O2 5 to 60% by volume, and

H2 0 내지 20 부피%, 바람직하게는 10 부피% 이하.H2 0 to 20% by volume, preferably not more than 10% by volume.

본 발명에 따라 바람직한 반응 가스 B는 하기 함량을 갖는다:Preferred reaction gases B according to the invention have the following contents:

프로필렌 7 내지 25 부피%,7 to 25% by volume of propylene,

프로판 10 내지 40 부피%,10 to 40% by volume of propane,

H2O 1 내지 10 부피%,1 to 10% by volume of H 2 O,

O2 10 내지 30 부피%, 및O2 10 to 30% by volume, and

H2 0 내지 10 부피%.H2 0 to 10% by volume.

상기 충전을 위해 본 발명에 따라 매우 특히 바람직한 반응 가스 B는 하기 함량을 갖는다:A very particularly preferred reaction gas B according to the invention for said charging has the following contents:

프로필렌 15 내지 25 부피%,15 to 25% by volume of propylene,

프로판 20 내지 40 부피%,20 to 40% by volume of propane,

H2O 2 내지 8 부피%,H 2 O 2 to 8% by volume,

O2 15 내지 30 부피%, 및O2 15 to 30% by volume, and

H2 0 내지 5 부피%.H2 0 to 5% by volume.

반응 가스 B 중 적당한 프로판 함량의 이점은 예를 들어 DE-A 102 45 585로부터 명백하다.The advantage of a suitable propane content in the reaction gas B is evident, for example, from DE-A 102 45 585.

상기 조성 범위 내에서 반응 가스 B에 존재하는 프로판 대 반응 가스 B에 존재하는 프로필렌의 몰비 V1이 1 내지 9인 경우가 바람직하다. 또한, 상기 조성 범위 내에서 반응 가스 B에 존재하는 산소 분자 대 반응 가스 B에 존재하는 프로필렌의 몰비 V2가 1 내지 2.5인 경우가 유리하다. 본 발명과 관련하여, 또한 상기 조성 범위 내에서 반응 가스 B에 존재하는 수소 분자 대 반응 가스 B에 존재하는 프로필렌의 몰비 V3가 0 내지 0.80 또는 0 내지 0.60 또는 0.1 내지 0.50인 경우가 유리하다. 종종, V3는 또한 0.4 내지 0.6이다. 또한, 상기 조성 범위 내에서 반응 가스 B에 존재하는 수증기 대 반응 가스 B에 존재하는 프로판 및 프로필렌의 총몰량의 몰비 V4가 0 또는 0.001 내지 10인 경우가 유리하다.It is preferable that the molar ratio V 1 of propane present in the reaction gas B to the propane present in the reaction gas B within the above composition range is 1 to 9. It is also advantageous when the molar ratio V 2 of the propylene present in the reaction gas B to the oxygen molecules present in the reaction gas B within the above composition range is 1 to 2.5. In the context of the present invention, it is also advantageous when the molar ratio V 3 of propylene present in the reaction gas B to the hydrogen molecules present in the reaction gas B within the above composition range is 0 to 0.80 or 0 to 0.60 or 0.1 to 0.50. Often, V 3 is also 0.4 to 0.6. It is advantageous when the molar ratio V 4 of the total molar amount of propane and propylene present in the reaction gas B to the water vapor present in the reaction gas B within the above composition range is 0 or 0.001 to 10.

특히 유리하게는, 반응 구역 B를 충전하는데 사용된 반응 가스 B (반응 가스 B 출발 혼합물)에서 V1이 1 내지 7 또는 4, 또는 2 내지 6, 특히 유리하게는 2 내지 5, 또는 3.5 내지 4.5이다. 또한, V2가 1.2 내지 2.0, 또는 1.4 또는 1.8인 경우가 반응 가스 B 출발 혼합물에 바람직하다. 상응하게, 반응 가스 B 출발 혼합물에서 V4가 바람직하게는 0.015 내지 5, 양호하게는 0.01 내지 3, 유리하게는 0.01 내지 1, 특히 유리하게는 0.01 내지 0.3 또는 0.1이다. 본 발명에 따라 비폭발성 반응 가스 B 출발 혼합물이 바람직하다.Particularly advantageously, in the reaction gas B (reaction gas B starting mixture) used to charge reaction zone B, V 1 is 1 to 7 or 4, or 2 to 6, particularly advantageously 2 to 5, or 3.5 to 4.5 to be. Further, a case where V 2 is 1.2 to 2.0, or 1.4 or 1.8 is preferable for the reaction gas B starting mixture. Correspondingly, V 4 in the starting mixture B of the reaction gas B is preferably 0.015 to 5, preferably 0.01 to 3, advantageously 0.01 to 1, particularly advantageously 0.01 to 0.3 or 0.1. A non-explosive reaction gas B starting mixture is preferred in accordance with the present invention.

반응 가스 B 출발 혼합물이 폭발성인지 아닌지에 대한 의문에 답할 때 중요한 것은 국소 발화원 (예를 들어 타오르는 백금선)에 의해 개시된 연소 (발화, 폭발)가 특정 조건 (압력, 온도) 하에서 존재하는 혼합물 하에 전개되는지 아닌지이다 (DIN 51649 및 WO 04/007405에서의 실험 설명 참조). 전개될 경우, 혼합물은 본원에서 폭발성인 것으로 분류될 것이다. 전개되지 않을 경우, 혼합물은 본원에서 비폭발성인 것으로 분류된다. 본 발명의 부분 산화의 출발 반응 가스 혼합물이 비폭발성일 경우, 이는 통상 부분 산화의 과정 중에 형성된 반응 가스 혼합물에도 적용된다 (WO 04/007405 참조).Reaction gas B An important question to answer as to whether the starting mixture is explosive or not is whether the combustion (ignition, explosion) initiated by a local ignition source (eg, a burning platinum wire) (See experimental description in DIN 51649 and WO 04/007405). When developed, the mixture will be classified as being explosive here. If not developed, the mixture is classified here as non-explosive. When the starting reaction gas mixture of the partial oxidation of the present invention is non-explosive, it is usually also applied to the reaction gas mixture formed during the course of the partial oxidation (see WO 04/007405).

매우 일반적으로, 프로필렌, 수소 분자, 수증기, 프로판, 질소 분자 및 산소 분자 이외의 성분의 반응 가스 B 출발 혼합물 총량이 보통 20 부피% 이하, 또는 15 부피% 이하, 또는 10 부피% 이하, 또는 5 부피% 이하인 것이 본 발명에 따른 방법에 전형적이다. 이러한 반응 가스 B 출발 혼합물의 다른 성분의 80 부피% 이하는 에탄 및/또는 메탄일 수 있다. 혹은, 상기 성분은 특히 탄소 산화물 (CO2, CO) 및 희가스일 수 있으며, 또한 소량의 2차 성분 산소화물, 예를 들어 포름알데히드, 벤즈알데히드, 메타크롤레인, 아세트산, 프로피온산, 메타크릴산 등일 수 있다. 물론, 에틸렌, 이소부텐, n-부탄 및 n-부텐도 이러한 반응 가스 B 출발 혼합물의 가능한 다른 성분에 포함된다. 반응 가스 B 출발 혼합물 중 질소 분자의 함량은 넓은 범위 내에서 변할 수 있다. 원칙적으로, 이러한 질소 함량은 70 부피% 이하일 수 있다. 일반적으로, 반응 가스 B 출발 혼합물 중 질소 분자의 함량은 65 부피% 이하, 또는 60 부피% 이하, 또는 50 부피% 이하, 또는 40 부피% 이하, 또는 30 부피% 이하, 또는 20 부피% 이하, 또는 10 부피% 이하, 또는 5 부피% 이하일 것이다. 원칙적으로, 반응 가스 B 출발 혼합물의 N2 함량은 사라지도록 소량일 수 있다. 반응 가스 B 출발 혼합물 중 N2 함량의 최소화는 본 발명에 따른 방법에서 전달 및 압축될 가스 부피를 최소화시킨다. 반대로, 반응 가스 B를 질소 분자로 희석시키는 것은 반응 구역 B에서 프로피온산 부산물 형성을 감소시킨다.Very generally, the total amount of reaction gas B starting mixture of components other than propylene, hydrogen molecules, water vapor, propane, nitrogen molecules and oxygen molecules is usually 20 vol% or less, or 15 vol% or less, or 10 vol% % Is typical for the process according to the invention. Up to 80% by volume of the other components of this reactant gas B starting mixture may be ethane and / or methane. Alternatively, the components may be in particular carbon oxides (CO 2 , CO) and rare gases and may also contain minor amounts of secondary component oxygenates such as formaldehyde, benzaldehyde, methacrolein, acetic acid, propionic acid, have. Of course, ethylene, isobutene, n-butane and n-butene are also included in the other possible components of this starting gas B starting mixture. The content of nitrogen molecules in the reaction gas B starting mixture can vary within a wide range. In principle, this nitrogen content can be up to 70% by volume. Generally, the content of nitrogen molecules in the reaction mixture B starting mixture is no more than 65 vol%, alternatively no more than 60 vol%, alternatively no more than 50 vol%, alternatively no more than 40 vol%, alternatively no more than 30 vol%, alternatively no more than 20 vol% 10 vol% or less, or 5 vol% or less. In principle, the N 2 content of the reaction mixture B starting mixture may be so small as to disappear. Reaction Gas B Minimization of the N 2 content in the starting mixture minimizes the gas volume to be delivered and compressed in the process according to the invention. Conversely, diluting reaction gas B with nitrogen molecules reduces propionic acid by-product formation in reaction zone B.

원칙적으로, 종래 기술에서 공지된 모든 프로필렌으로의 프로판 불균질 촉매화 부분 탈수소화 방법은, 예를 들어 문헌 WO 03/076370, WO 01/96271, EP-A 1 17 146, WO 03/011804, EP-A 7 310 77, US-A 3,162,60, WO 01/96270, DE-A 331 35 73, DE-A 102 45 585, DE-A 103 16 039, DE-A 10 2005 009891, DE-A 10 2005 013039, DE-A 10 2005 022 798, DE-A 10 2005 009 885, DE-A 10 2005 010 111, DE-A 10 2005 049 699, DE-A 10 2004 032 129, DE 10 2005 056377.5, DE 10 2006 017623.5, DE 10 2006 015235.2, DE 10 2005 061626.7 및 DE 10 2005 057197.2, 및 또한 이들 문헌에서 인지된 종래 기술에 공지된 바와 같이, 반응 구역 A에서 프로판의 불균질 촉매화 부분 탈수소화에 유용하다 (이는 반응 구역 A에서 수소 분자를 산소 분자에 의해 산화 (연소)시키는 것이 원칙적으로 임의의 프로판 불균질 촉매화 부분 탈수소화 방법 다음에 올 수 있다는 사실에 기인함). 원칙적으로, 프로판의 불균질 촉매화 탈수소화 및 반응 구역 A 내에서 수소 분자의 연소는 또한 상이한 반응기, 예를 들어 직렬로 연결된 반응기에서 수행될 수 있다. 이 경우, 본 발명에 따른 방법에서 반응 가스 B 출발 혼합물은 반드시 산소 분자를 포함하지 않는 것이 유리하다. 매우 일반적으로, 반응 구역 A에서 본 발명에 따른 방법은 단지 1개의 반응기 또는 예를 들어 직렬로 연결된 1개 초과의 반응기에서 수행될 수 있다. 반응 구역 A에 공급된 프로판의 반응 구역 A 단일 통과를 기준으로, 반응 구역 A는 원칙적으로 반응 구역 A 외부에서 전달되는 유체 (즉 액체 또는 기체) 열 담체와의 조절된 열 교환에 의해 등온으로 구성될 수 있다. 그러나, 동일한 기준으로, 단열적으로, 즉 본질적으로 상기 반응 구역 A 외부에서 전달되는 열 담체와의 조절된 열 교환 없이 수행될 수도 있다. 후자의 경우, 반응 구역 A에 공급된 프로판의 반응 구역 A 단일 통과를 기준으로 한 총 열 특성은 상기 문헌에서 권고되며 하기에 기재될 조치를 취함으로써 흡열 (음성) 또는 자가열 (본질적으로 0) 또는 발열 (양성) 구성될 수 있다. 본 발명에 따른 방법에서 상기 문헌 (이들 문헌에서 인지된 종래 기술 포함)에서 권고된 모든 촉매를 사용하는 것이 마찬가지로 가능하다. 원칙적으로, 반응 구역 A에서 불균질 촉매화 프로판 탈수소화는 단열적으로 및/또는 등온으로 수행되는지 (또한 반응 구역 A를 따라 단열에서 등온으로 및 등온에서 단열로 교대하는 것이 가능함)와는 무관하게 고정층 반응기 (또는 예를 들어 직렬로 연결된 복수의 고정층 반응기) 또는 이동층 또는 유동층 반응기에서 수행될 수 있다 (후자는 역혼합(backmixing)으로 인해, 특히 산소 분자가 이미 반응 가스 A 출발 혼합물에 공급되었을 경우 반응 가스 A 출발 혼합물을 반응 가스 A의 수소 연소에 의해 반응 구역 A에서 반응 온도로 가열하는 것에 적합함).In principle, propane-heterogeneously catalyzed partial dehydrogenation processes with all propylene known in the prior art are described, for example, in WO 03/076370, WO 01/96271, EP-A 1 17 146, WO 03/011804, EP A 7 310 77, US 3,162,60, WO 01/96270, DE-A 331 35 73, DE-A 102 45 585, DE-A 103 16 039, DE-A 10 2005 009891, DE-A 10 DE-A 10 2005 029 798, DE-A 10 2005 009 885, DE-A 10 2005 010 111, DE-A 10 2005 049 699, DE-A 10 2004 032 129, DE 10 2005 056377.5, DE 10 2006 017623.5, DE 10 2006 015235.2, DE 10 2005 061626.7 and DE 10 2005 057197.2, as well as in the prior art recognized in these references, for the heterogeneously catalyzed partial dehydrogenation of propane in reaction zone A This is due to the fact that oxidation (combustion) of hydrogen molecules in the reaction zone A by oxygen molecules can in principle be followed by any propane heterogeneously catalyzed partial dehydrogenation process. In principle, the heterogeneously catalyzed dehydrogenation of propane and the combustion of hydrogen molecules in reaction zone A can also be carried out in different reactors, for example in reactors connected in series. In this case, it is advantageous in the process according to the invention that the reaction gas B starting mixture does not necessarily contain oxygen molecules. Very generally, in the reaction zone A, the process according to the invention can be carried out in only one reactor or in more than one reactor connected in series, for example. Based on the single pass of the reaction zone A of the propane fed to the reaction zone A, the reaction zone A is essentially constituted by controlled heat exchange with the fluid (i.e. liquid or gas) heat carrier delivered from outside the reaction zone A . However, it may also be carried out on the same basis, adiabatically, i.e. without a controlled heat exchange with the heat carrier which is essentially transferred outside the reaction zone A. In the latter case, the total thermal properties based on the reaction zone A single pass of the propane fed to reaction zone A are recommended by the literature and can be either endothermic (negative) or self-heating (essentially zero) Or exothermic (positive). It is likewise possible to use all the catalysts recommended in the literature (including the prior art recognized in these documents) in the process according to the invention. In principle, the heterogeneously catalyzed propane dehydrogenation in reaction zone A is carried out adiabatically and / or isothermally (also possible to alternate from adiabatic to isothermal and from isothermal to adiabatic along reaction zone A along reaction zone A) (Or a plurality of fixed bed reactors connected in series, for example) or a moving bed or fluidized bed reactor (the latter is due to backmixing, especially when oxygen molecules have already been fed to the reaction mixture A starting mixture The reaction mixture A is suitable for heating the reaction mixture from the reaction zone A to the reaction temperature by the hydrogen combustion of the reaction gas A).

전형적으로, 프로필렌으로의 프로판 불균질 촉매화 부분 탈수소화는 비교적 높은 반응 온도를 필요로 한다. 프로판의 달성가능한 전환은 통상 열역학적 평형의 한계에 도달한다. 전형적인 반응 온도는 300 내지 800℃, 또는 400 내지 700℃, 또는 450 내지 650℃이다. 프로필렌으로 탈수소화된 프로판 분자 1개 당 수소 분자 1개가 생성된다. 본 발명에 따라, 전체 반응 구역 A에서의 작용 압력은 적절하게는 1 초과 내지 5 bar, 바람직하게는 1.5 내지 4 bar, 유리하게는 2 내지 3 bar이다. 원칙적으로, 반응 구역 A에서의 작용 압력은 또한 상기 값 보다 높은 또는 낮은 값일 수 있다. 고온 및 H2 반응 생성물의 제거는 반응 구역 A에서의 탈수소화 평형 위치를 반응 구역 A에서 형성될 프로필렌으로 이동시킨다. Typically, propane heterogeneously catalyzed partial dehydrogenation to propylene requires relatively high reaction temperatures. The achievable conversion of propane usually reaches the limit of thermodynamic equilibrium. Typical reaction temperatures are 300 to 800 占 폚, or 400 to 700 占 폚, or 450 to 650 占 폚. One hydrogen molecule per propane molecule dehydrogenated with propylene is produced. According to the invention, the working pressure in the entire reaction zone A is suitably from 1 to 5 bar, preferably from 1.5 to 4 bar, advantageously from 2 to 3 bar. In principle, the working pressure in the reaction zone A may also be a value higher or lower than this value. Removal of the hot and H 2 reaction products shifts the dehydrogenation equilibrium position in reaction zone A from the reaction zone A to the propylene to be formed.

불균질 촉매화 탈수소화 반응이 부피 증가와 함께 진행되기 때문에, 전환은 탈수소화 생성물의 분압을 낮춤으로써 증가할 수 있다. 이는 단순한 방식으로, 예를 들어 감압 하에서 탈수소화 (그러나, 승압에서의 수행이 일반적으로 촉매 수명에 유리함)하고/하거나 통상 탈수소화 반응을 위해 불활성 가스를 구성하는 본질적으로 불활성인 희석 가스, 예를 들어 수증기를 첨가하여 달성될 수 있다. 추가 이점으로서, 수증기를 이용한 희석은 일반적으로 사용된 촉매의 코크스화(coking) 감소를 야기하는데, 이는 수증기가 석탄 가스화 원리에 의해 형성된 탄소와 반응하기 때문이다. 수증기의 열용량은 또한 탈수소화의 흡열성 일부를 보충할 수 있다.Since the heterogeneously catalyzed dehydrogenation reaction proceeds with increasing volume, the conversion can be increased by lowering the partial pressure of the dehydrogenation product. This can be done in a simple manner, for example by dehydrogenation under reduced pressure (however, the performance at elevated pressure is generally favorable for the catalyst life) and / or an essentially inert diluent gas constituting an inert gas for the dehydrogenation reaction, Can be achieved by adding water vapor. As a further advantage, dilution with water vapor generally results in a reduction in the coking of the catalyst used, since the water vapor reacts with the carbon formed by the coal gasification principle. The heat capacity of the water vapor can also supplement a portion of the endotherm of the dehydrogenation.

제한된 양의 수증기는 통상 하류 반응 구역 B에서 부분 산화 촉매의 활성에 대한 촉진 효과를 갖는 것으로 밝혀졌지만, 이를 초과하는 양은 상기 언급한 이유로 반응 구역 B에서 불리하다. 본 발명에 따라, 적어도 일부분의 수소가 추가로 반응 구역 A에서 수증기로 산화되어야 한다. 따라서, 구역 A에 공급된 수증기의 양이 반응 구역 A의 촉매 충전에 공급된 반응 가스 A를 기준으로 20 부피% 이하, 바람직하게는 15 부피% 이하, 더 바람직하게는 10 부피% 이하인 경우가 본 발명에 따라 유리하다. 그러나 일반적으로, 반응 구역 A에 공급된 수증기의 양은 동일한 기준으로 통상 1 부피% 이상, 다수의 경우 2 부피% 이상, 또는 3 부피% 이상, 종종 5 부피% 이상일 것이다. A limited amount of water vapor has usually been found to have a promoting effect on the activity of the partial oxidation catalyst in the downstream reaction zone B, but amounts exceeding this are disadvantageous in reaction zone B for the reasons mentioned above. According to the present invention, at least a portion of the hydrogen must be further oxidized to water vapor in the reaction zone A. Therefore, when the amount of the water vapor supplied to the zone A is 20 vol% or less, preferably 15 vol% or less, more preferably 10 vol% or less, based on the reaction gas A supplied to the charging of the catalyst in the reaction zone A It is advantageous according to the invention. In general, however, the amount of water vapor fed to the reaction zone A will typically be at least 1 vol.%, In many cases at least 2 vol.%, Or at least 3 vol.%, Often at least 5 vol.% On the same basis.

불균질 촉매화 프로판 탈수소화에 적합한 추가 희석제는 예를 들어 질소, 희가스, 예를 들어 He, Ne 및 Ar, 또한 CO, CO2, 메탄 및 에탄과 같은 화합물이다. 언급된 모든 희석제는 단독으로 또는 상이한 혼합물의 형태로 사용될 수 있다. 상기 희석 가스가 본 발명에 따른 순환 가스 방법에서 부산물로서 형성되거나 새로운 가스 또는 새로운 가스 성분으로서 공급될 경우, 본 발명에 따른 방법은 상응하는 방식으로의 방출을 필요로 하는데, 이는 상응하는 새로운 가스 공급이 본 발명에 따라 덜 바람직한 이유이다. 이러한 가능한 방출은 상이한 분리 구역, 특히 분리 구역 III 및 IV에 존재한다.Additional diluents suitable for heterogeneously catalyzed propane dehydrogenation are, for example, nitrogen, noble gases such as He, Ne and Ar, as well as compounds such as CO, CO 2 , methane and ethane. All the diluents mentioned can be used alone or in the form of different mixtures. If the diluent gas is formed as a by-product in the recycle gas process according to the invention or is supplied as a fresh gas or a new gas component, the process according to the invention requires a corresponding manner of release, Is a less preferred reason according to the present invention. These possible emissions are in different separation zones, especially separation zones III and IV.

원칙적으로, 불균질 촉매화 프로판 탈수소화에 유용한 탈수소화 촉매는 종래 기술에 공지된 모든 것이다. 이들은 크게 2개 군, 구체적으로는 산화물 특성을 갖는 촉매군 (예를 들어 산화크롬 및/또는 산화알루미늄) 및 일반적으로 산화 지지체 (예를 들어 이산화지르코늄, 산화마그네슘, 산화알루미늄, 이산화규소, 이산화티탄, 산화란탄 및/또는 산화세륨) 상에 침착된 1종 이상의 일반적으로 비교적 귀한 금속 (예를 들어 백금)으로 이루어진 촉매군으로 나뉠 수 있다. 따라서 사용될 수 있는 탈수소화 촉매는 WO 01/96270, EP-A 731077, DE-A 10211275, DE-A 10131297, WO 99/46039, US-A 4 788 371, EP-A 705 136, WO 99/29420, US-A 4 220 091, US-A 5 430 220, US-A 5 877 369, EP-A 117 146, DE-A 199 37 196, DE-A 199 37 105, US-A 3 670 044, US-A 6 566 573, WO 94/29021 및 DE-A 199 37 107에서 권고된 모든 것을 포함한다. 특히, DE-A 199 37 107의 실시예 1, 실시예 2, 실시예 3 및 실시예 4에 따른 촉매가 사용될 수 있다. 마지막으로, 독일 출원 제10 2005 044916호의 촉매가 또한 반응 구역 A에서 탈수소화에 사용될 촉매로서 권고되어야 한다. 본 발명에 따른 방법에서, 이들 촉매는 반응 구역 A 내에서 사용되는 단독 촉매일 수 있는데, 이는 이들이 일반적으로 산소 분자에 의한 수소 분자의 연소를 촉매하기 때문이다.In principle, dehydrogenation catalysts useful for heterogeneously catalyzed propane dehydrogenation are all known in the art. They are generally divided into two groups, specifically catalyst groups (e.g. chromium oxide and / or aluminum oxide) and oxide supports (for example zirconium dioxide, magnesium oxide, aluminum oxide, silicon dioxide, titanium dioxide , Lanthanum oxide and / or cerium oxide) deposited on one or more surfaces of the substrate (e.g., platinum). The dehydrogenation catalysts which can be used thus are described in WO 01/96270, EP-A 731077, DE-A 10211275, DE-A 10131297, WO 99/46039, US-A 4 788 371, EP-A 705 136, WO 99/29420 , US-A 4 220 091, US-A 5 430 220, US-A 5 877 369, EP-A 117 146, DE-A 199 37 196, DE-A 199 37 105, -A 6 566 573, WO 94/29021 and DE-A 199 37 107, all of which are incorporated herein by reference. In particular, the catalysts according to Examples 1, 2, 3 and 4 of DE-A 199 37 107 can be used. Finally, the catalyst of German Application No. 10 2005 044916 should also be recommended as a catalyst to be used for dehydrogenation in reaction zone A. In the process according to the invention, these catalysts can be the sole catalysts used in the reaction zone A since they generally catalyze the combustion of hydrogen molecules by oxygen molecules.

원칙적으로, 반응 구역 A 내 촉매 활성층은 배타적으로 촉매 활성 성형체로 이루어질 수 있다. 그러나, 반응 구역 A 내 촉매 활성층이 불활성 성형체로 희석된 촉매 활성 성형체로 이루어지는 것도 물론 가능하다. 이러한 불활성 성형체는 예를 들어 소성 점토 (규산알루미늄) 또는 동석 (예를 들어 세람테그(CeramTec)의 C 220), 또는 다른 (바람직하게는 본질적으로 기공이 없는) 고온 세라믹 물질, 예를 들어 산화알루미늄, 이산화규소, 이산화티탄, 산화마그네슘, 산화란탄, 산화세륨, 아연 알루미늄 혼합 옥시드, 이산화토륨, 이산화지르코늄, 탄화규소 또는 다른 실리케이트, 예를 들어 규산마그네슘 및 상기 물질의 혼합물로부터 제조될 수 있다. 상기 물질은 또한 본 발명에 따른 방법의 고정 촉매층의 불활성 상부층 및 적절한 경우 마지막층에 유용하다.In principle, the catalytic active layer in the reaction zone A can be made exclusively of a catalytically active molded body. However, it is of course possible that the catalytically active layer in the reaction zone A consists of the catalytically active molded body diluted with the inert molded body. Such an inert shaped body may be, for example, a calcined clay (aluminum silicate) or a soap (e.g. C 220 of CeramTec), or another (preferably essentially void free) high temperature ceramic material, , Silicon dioxide, titanium dioxide, magnesium oxide, lanthanum oxide, cerium oxide, zinc aluminum mixed oxide, thorium dioxide, zirconium dioxide, silicon carbide or other silicates such as magnesium silicate and mixtures of these materials. This material is also useful for the inert top layer of the fixed catalyst bed of the process according to the invention and, if appropriate, the last layer.

탈수소화 촉매는 이산화지르코늄 10 내지 99.9 중량%, 산화알루미늄, 이산화규소 및/또는 이산화티탄 0 내지 60 중량%, 및 원소 주기율표의 제1 또는 제2 주족의 1개 이상의 원소, 제3 전이족의 1개 원소, 제8 전이족의 1개 원소, 란탄 및/또는 주석 0.1 내지 10 중량%을 포함하는 것이다 (중량% 합이 100 중량% 이하인 것을 전제로 함).The dehydrogenation catalyst comprises 10 to 99.9% by weight of zirconium dioxide, 0 to 60% by weight of aluminum oxide, silicon dioxide and / or titanium dioxide, and one or more elements of the first or second group of elements in the periodic table of the elements, 0.1 to 10% by weight of tantalum, one element of the eighth transition group, lanthanum and / or tin (assuming that the sum of the weight% is less than 100% by weight).

또한, 본원의 실시예에 사용된 탈수소화 촉매가 특히 적합하다.Also, the dehydrogenation catalysts used in the examples herein are particularly suitable.

바람직한 실시양태에서, 상기 탈수소화 촉매는 전이족 VIII의 1개 이상의 원소, 주족 I 및 II의 1개 이상의 원소, 주족 III 및/또는 IV의 1개 이상의 원소, 및 전이족 III의 1개 이상의 원소 (란탄계열 및 악티니드계열 원소 포함)를 포함한다. 전이족 VIII의 원소로서, 탈수소화 촉매의 활성 조성물은 바람직하게는 백금 및/또는 팔라듐, 더 바람직하게는 백금을 포함한다. 주족 I 및 II의 원소로서, 상기 탈수소화 촉매의 활성 조성물은 바람직하게는 칼륨 및/또는 세슘을 포함한다. 란탄계열 및 악티니드계열 원소를 포함한 전이족 III의 원소로서, 상기 탈수소화 촉매의 활성 조성물은 바람직하게는 란탄 및/또는 세륨을 포함한다. 주족 III 및/또는 IV의 원소로서, 상기 탈수소화 촉매의 활성 조성물은 바람직하게는 붕소, 갈륨, 규소, 게르마늄, 주석 및 납으로 이루어진 군으로부터 선택된 1개 이상의 원소, 더 바람직하게는 주석을 포함한다. 가장 바람직하게는, 상기 탈수소화 촉매의 활성 조성물은 상기 원소 족으로부터 각 경우 1개 이상의 대표 원소를 포함한다.In a preferred embodiment, the dehydrogenation catalyst comprises one or more elements of the parent family VIII, one or more elements of the families I and II, one or more elements of the families III and / or IV, (Including lanthanide and actinide elements). As an element of total bovine VIII, the active composition of the dehydrogenation catalyst preferably comprises platinum and / or palladium, more preferably platinum. As elements of families I and II, the active composition of the dehydrogenation catalyst preferably comprises potassium and / or cesium. Lanthanide and actinide elements, wherein the active composition of the dehydrogenation catalyst preferably comprises lanthanum and / or cerium. As the elements of families III and / or IV, the active composition of the dehydrogenation catalyst preferably comprises at least one element selected from the group consisting of boron, gallium, silicon, germanium, tin and lead, more preferably tin . Most preferably, the active composition of the dehydrogenation catalyst comprises at least one representative element in each case from the element family.

일반적으로, 탈수소화 촉매는 촉매 압출물 (직경이 전형적으로는 0.1 또는 1 내지 10 mm, 바람직하게는 1.5 내지 5 mm; 길이가 전형적으로는 1 내지 20 mm, 바람직하게는 3 내지 10 mm), 정제 (바람직하게는 압출물에 대한 것과 동일한 치수) 및/또는 촉매 환 (각 경우 외경 및 길이가 전형적으로는 2 내지 30 mm 또는 10 mm, 벽 두께가 적절하게는 1 내지 10 mm, 또는 5 mm, 또는 3 mm)일 수 있다. 유동층 (또는 이동층)에서 불균질 촉매화 탈수소화를 수행하기 위해, 상응하게 더 미분된 촉매가 사용될 것이다. 반응 구역 A에 대해, 본 발명에 따라 고정 촉매층을 사용하는 것이 바람직하다.Typically, the dehydrogenation catalyst is a catalyst extrudate (typically 0.1 or 1 to 10 mm in diameter, preferably 1.5 to 5 mm in diameter, typically 1 to 20 mm in length, preferably 3 to 10 mm in diameter) Tablets (preferably of the same dimensions as for extrudates) and / or catalytic rings (in each case having an outer diameter and a length of typically 2 to 30 mm or 10 mm, a wall thickness of preferably 1 to 10 mm, or 5 mm , Or 3 mm). To effect heterogeneous catalytic dehydrogenation in the fluidized bed (or mobile bed), correspondingly finer catalysts will be used. For the reaction zone A, it is preferred to use a fixed catalyst bed according to the invention.

원칙적으로, 고정 촉매층 (특히 지지 촉매의 경우)에 사용될 촉매 형상 또는 본 발명에 따른 방법에 사용될 불활성 성형체 형상에 관하여 어떠한 제한도 존재하지 않는다. 특히 종종 사용되는 형상은 고체 원통, 중공 원통 (환), 구, 원뿔, 각뿔 및 입방체, 및 또한 압출물, 왜건휠(wagonwheel), 별 및 모노리쓰(monolith) 형이다. In principle, there are no limitations regarding the shape of the catalyst to be used for the fixed catalyst bed (in particular for supported catalysts) or the inert molded body shape to be used in the process according to the invention. Particularly often used shapes are solid cylinders, hollow cylinders, spheres, cones, pyramids and cubes, and also extrudates, wagonwheels, stars and monoliths.

촉매 성형체 및 불활성 성형체의 최장 치수 (성형체 표면 상의 두 점을 연결하는 최장 직선)은 0.5 mm 내지 100 mm, 종종 1.5 mm 내지 80 mm, 다수의 경우 3 mm 내지 50 mm 또는 20 mm일 수 있다. The longest dimension of the catalyst formed body and the inert molded body (the longest straight line connecting the two points on the molded body surface) may be 0.5 mm to 100 mm, often 1.5 mm to 80 mm, in many cases 3 mm to 50 mm or 20 mm.

일반적으로, 탈수소화 촉매 (특히 예를 들어 본원에서 사용된 것 및 DE-A 19 937 107에서 권고된 것 (특히 이 독일 출원에서의 예시 촉매))는 프로판의 탈수소화와 수소 분자 및 프로판/프로필렌의 연소 모두를 촉매할 수 있도록 하는 것이다. 수소 연소는 프로판의 탈수소화 및 예를 들어 상기 촉매 상에서의 경쟁 상황의 경우에서의 프로판의 연소 모두에 비해 매우 급속히 진행한다 (즉 상기 촉매는 소정의 조건 하에서 수소 분자의 연소에 대해 최저 활성화 에너지를 야기함). 프로판/프로필렌의 연소는 일반적으로 상기 촉매 상에서의 탈수소화보다 더 급속히 진행한다.In general, dehydrogenation catalysts (in particular those used herein, and those recommended in DE-A 19 937 107, in particular the exemplary catalysts in this German application), are used for the dehydrogenation of propane and hydrogen molecules and propane / So as to catalyze both of the combustion of the fuel. Hydrogen combustion proceeds very rapidly compared to both dehydrogenation of propane and, for example, combustion of propane in the case of a competition situation on the catalyst (i.e. the catalyst has the lowest activation energy for the combustion of hydrogen molecules under certain conditions ). Combustion of propane / propylene generally proceeds more rapidly than dehydrogenation on the catalyst.

상기 연결은 본 발명에 따른 방법에서 반응 구역 A에서 단지 한가지 촉매 유형을 사용을 가능케 한다. 유리하게는, 반응 구역 A에서 반응 가스 A가 산소 분자를 포함하며 상기 기재된 촉매와 접촉할 때마다, 반응 가스 A가 그 안에 존재하는 산소 분자의 양에 2배 이상인 양의 수소 분자를 포함하는 것을 보장하여야 하는데, 이는 혹은 프로판 및/또는 프로필렌 연소의 위험이 발생하고 본 발명에 따른 방법에서 전환된 프로판 원료를 기준으로 표적 생성물 수율이 감소하기 때문이다. Said coupling enables the use of only one catalyst type in reaction zone A in the process according to the invention. Advantageously, in the reaction zone A, when the reaction gas A comprises oxygen molecules and is in contact with the catalyst described above, the reaction gas A contains an amount of hydrogen molecules that is at least twice the amount of oxygen molecules present therein This is because there is a risk of combustion of propane and / or propylene and the yield of the target product is reduced based on the converted propane feedstock in the process according to the present invention.

물론, 반응 구역 A에서 수소 분자를 물로 연소하는데 사용된 촉매는 또한 이러한 반응을 특이적으로 촉매하는 것일 수 있다. 이러한 촉매는 예를 들어 문헌 US-A 4788371, US-A 4886928, US-A 5430209, US-A 5530171, US-A 5527979 및 US-A 5563314에 개시되어 있다.Of course, the catalyst used to burn hydrogen molecules in water in reaction zone A may also be to specifically catalyze this reaction. Such catalysts are disclosed, for example, in documents US-A 4788371, US-A 4886928, US-A 5430209, US-A 5530171, US-A 5527979 and US-A 5563314.

불균질 촉매화 프로판 탈수소화를 수행하기 위해, 유용한 반응기 유형 및 공정 변법은 원칙적으로 종래 기술에 공지된 모든 것이다. 이러한 공정 변법의 설명은 예를 들어 탈수소화 촉매에 관하여 인용된 모든 종래 기술 문헌 및 또한 이 문헌의 도입부에 인용된 종래 기술에 존재한다.To perform heterogeneously catalyzed propane dehydrogenation, useful reactor types and process variants are in principle all known in the art. The description of such process variants is present in all prior art documents cited, for example, regarding dehydrogenation catalysts and also in the prior art cited at the beginning of this document.

본 발명에 따라 적합한 탈수소화 공정의 비교적 포괄적인 설명은 또한 [Catalytica® Studies Division, Oxidative Dehydrogenation and Alternative Dehydrogenation Process, Study Number 4192 OD, 1993, 430 Ferguson Drive, Mountain View, California, 94043-5272 U.S.A.]에 존재한다.A relatively comprehensive description of a suitable dehydrogenation process in accordance with the present invention is also provided in Catalytica ® Studies Division, Oxidative Dehydrogenation and Alternative Dehydrogenation Process, Study Number 4192 OD, 1993, 430 Ferguson Drive, Mountain View, California, 94043-5272 USA exist.

프로판의 불균질 촉매화 탈수소화에 필요한 비교적 높은 반응 온도 때문에, 소량의 고비점 고분자량 유기 화합물 (탄소 포함)이 일반적으로 본 발명에 따른 방법에서 반응 구역 A에서 형성되며, 촉매 표면 상에 침착되어 실활화된다. 이러한 불리한 동반 현상을 최소화하기 위해, 불균질 촉매화 탈수소화를 위해 승온에서 촉매 표면 위를 통과할 프로판-함유 반응 가스 A는 적절하게는 수증기로 희석될 수 있다. 이는 본 발명에 따른 방법에서 특히 바람직한 방식으로, 예를 들어 수증기 또는 수증기-포함 가스 (예를 들어 불활성 가스)에 의한 스트리핑으로 분리 구역 IV에서 흡수물로부터 프로판의 제거를 수행하고 프로판-함유 스트리핑 가스 (프로판-함유 수증기)를 프로판 순환 가스로서 반응 구역 A로 재순환시키는 단순한 방식으로 가능하다. 수증기는 달리 존재하는 조건 하에서 석탄 가스화의 원리에 의해 침착된 탄소를 부분적으로 또는 완전히 제거하여 촉매 수명을 연장할 것이다.Due to the relatively high reaction temperature required for heterogeneously catalyzed dehydrogenation of propane, small amounts of high boiling point high molecular weight organic compounds (including carbon) are generally formed in the reaction zone A in the process according to the invention and deposited on the catalyst surface It becomes practical. In order to minimize this adverse co-occurrence, the propane-containing reaction gas A which will pass over the catalyst surface at elevated temperatures for heterogeneously catalyzed dehydrogenation can be suitably diluted with water vapor. This is carried out in a manner particularly advantageous in the process according to the invention, for example, by stripping with water vapor or steam-containing gas (for example an inert gas) to effect removal of the propane from the absorbent in the separation zone IV and to remove the propane- (Propane-containing water vapor) into the reaction zone A as propane circulating gas. The steam will partially or completely remove the carbon deposited by the principle of coal gasification under otherwise existing conditions to prolong the catalyst life.

침착된 탄소 화합물을 제거하는 또다른 방법은 때때로 승온에서 탈수소화 촉매 (및 또한 수소 연소에 별도로 사용된 임의의 촉매)를 통해 (적절하게는 탄화수소의 부재 하에) 산소-포함 가스를 유동시켜 침착된 탄소를 효과적으로 연소 제거하는 것에 있다. 그러나, 특정 탄소 침착물 형성 억제 및 그에 따른 촉매 수명 연장은 또한 승온에서 탈수소화 촉매 위로 전달되기 전에 불균질 촉매화 하에서 탈수소화될 프로판에 수소 분자를 첨가함으로써 가능하다. 이는 본 발명에 따른 방법에서 예를 들어 적절하게는 분리 구역 II에서 발생한 잔류 가스 중에 여전히 존재하는 임의의 수소 분자를 분리 구역 II로부터 분리 구역 III (또는 분리 구역 III 너머) 상류 분리막에 의해 제거하고 반응 구역 A로 재순환시키는 단순한 방식으로 가능하다. 물론, 이때 또다른 공급원으로부터의 수소 분자를 사용하는 것도 가능하다. 예를 들어, 수소 분자는 또한 적절하게는 반응 구역 A로 재순환된 잔류 가스 순환 가스에 여전히 존재할 수 있다.Another method of removing the deposited carbon compounds is by flowing an oxygen-containing gas through the dehydrogenation catalyst (and optionally any catalyst separately used for hydrogen combustion) at elevated temperatures (suitably in the absence of hydrocarbons) And effectively burning and removing carbon. However, the inhibition of certain carbon deposit formation and thus the catalyst lifetime extension is also possible by adding hydrogen molecules to the propane to be dehydrogenated under heterogeneous catalysis before being passed over the dehydrogenation catalyst at elevated temperatures. This is because in the process according to the invention any hydrogen molecules still present in the residual gas, suitably present in the separation zone II, for example, are removed from the separation zone II by the separation membrane III (or beyond the separation zone III) It is possible in a simple manner to recycle to Zone A. Of course, it is also possible to use hydrogen molecules from another source at this time. For example, the hydrogen molecule may also still suitably be present in the residual gas recycle gas recycled to reaction zone A.

물론, 불균질 촉매화 하에서 탈수소화될 프로판에 수증기와 수소 분자의 혼합물을 첨가할 가능성도 있다.Of course, there is also the possibility of adding a mixture of water vapor and hydrogen molecules to the propane to be dehydrogenated under heterogeneous catalysis.

프로판의 불균질 촉매화 탈수소화에 수소 분자를 첨가하는 것은 또한 부산물로서 목적하지 않은 알렌 (프로파디엔), 프로핀 및 아세틸렌 형성을 감소시킨다.The addition of hydrogen molecules to heterogeneously catalyzed dehydrogenation of propane also reduces the formation of unwanted allenes (propadiene), propyne and acetylene as byproducts.

이는 가장 단순한 경우 반응 구역 A에 공급될 단지 새로운 프로판 및 프로판 순환 가스가 1개 이상의 촉매층을 통해 전달될 반응 가스 A를 형성하도록 한다 (본원에서, 반응 구역 A의 충전 가스 혼합물 또는 반응 가스 A 출발 혼합물로서 공지됨). 프로판 순환 가스는 본 발명에 따라 반응 구역 A에서 필요한 수소 연소를 일으키는데 요구되는 양의 산소 분자 (예를 들어 프로판이 분리 구역 IV에서 흡수물로부터 스트리핑되어 제거되고, 스트리핑 가스가 첨가된 산소 분자를 예를 들어 공기의 형태로 포함할 경우)를 이미 포함할 수 있다. 그러나, 반응 가스 A 출발 혼합물은 또한 단지 새로운 프로판, 프로판 순환 가스 및 잔류 가스 순환 가스로 구성될 수 있으며, 이 경우 후자는 마찬가지로 산소 분자를 포함할 수 있다. 유리한 방식으로, 상기 경우 프로판 순환 가스는 반응 구역 A에서 수소 연소의 과정 중에 형성된 수증기와 함께 전체 공정을 위해 유리한 특성을 발달시킬 수 있는 충분한 수증기를 포함할 것이다. 상기 기재된 경우, 반드시 반응 구역 A에 추가 가스 스트림을 공급할 필요는 없다. 반응 구역 A에서 목적하는 전환은 반응 가스 A의 단일 통과시 진행된다.This allows, in the simplest case, only new propane and propane circulating gases to be fed into reaction zone A to form reaction gas A to be delivered through one or more catalyst beds (here, the charge gas mixture of reaction zone A or reaction gas A starting mixture A Lt; / RTI > The propane circulating gas is used in accordance with the present invention to remove oxygen molecules in an amount required to cause the required hydrogen combustion in the reaction zone A (e.g., propane is stripped off from the absorbent in the separation zone IV and the stripping gas- For example, in the form of air). However, the reaction gas A starting mixture may also simply consist of fresh propane, propane circulating gas and residual gas circulating gas, in which case the latter may likewise contain oxygen molecules. In an advantageous manner, the propane recycle gas in this case will contain sufficient water vapor to develop favorable properties for the overall process together with the water vapor formed during the course of hydrogen combustion in reaction zone A. In the case described above, it is not necessary to supply additional gas stream to reaction zone A. The desired conversion in reaction zone A proceeds upon a single pass of reaction gas A.

물론, 1개 이상의 고정 촉매층을 통해 전달될 반응 가스 A는 본원에 기재된 유리한 작용을 발달시키기 위해 새로운 프로판, 프로판 순환 가스 및 적절하게는 잔류 가스 순환 가스 이외에 추가 수증기 및/또는 추가 수소 분자를 첨가하여 형성될 수 있다. 반응 구역 A의 충전 가스 혼합물에서 수소 분자 대 프로판의 몰비는 일반적으로 5 이하, 보통 3 이하, 다수의 경우 1 이하 또는 0.1 이하이다.Of course, the reaction gas A to be conveyed through one or more stationary catalyst layers may contain additional water vapor and / or additional hydrogen molecules in addition to the new propane, propane circulation gas and, preferably, residual gas circulation gas to develop the advantageous function described herein . The molar ratio of hydrogen molecules to propane in the packed gas mixture in reaction zone A is generally below 5, usually below 3, often below 1 or below 0.1.

반응 구역 A의 충전 가스 혼합물에서 수증기 대 프로판의 몰비는 예를 들어 0 이상 내지 30일 수 있다. 적절하게는 0.05 내지 2, 바람직하게는 0.1 내지 0.5일 것이다.The molar ratio of steam to propane in the charge gas mixture in reaction zone A may be, for example, from 0 to 30. Suitably 0.05 to 2, preferably 0.1 to 0.5.

또한, 반응 구역 A용 충전 가스 혼합물에 필요한 것으로서 추가 산소 분자 (순수 형태 및/또는 불활성 가스와의 혼합물) 및/또는 추가 불활성 가스를 첨가하는 것도 가능하다. 반응 구역 A에서 목적하는 전환은 추가 가스 스트림이 반응 경로를 따라 공급되지 않고도 반응 가스 A (반응 구역 A의 충전 가스)의 단일 통과시 다시 진행된다. 본원에서, 반응 구역 A에서의 반응 경로는, 반응 구역 A의 1개 이상의 촉매층을 통한 단일 통과 전 반응 가스 A에 공급되는 프로판의 탈수소화 전환 (불균질 촉매화 탈수소화에서의 전환)의 기능으로서 반응 구역 A를 통한 프로판의 유동 경로를 의미하는 것으로 이해될 것이다. It is also possible to add additional oxygen molecules (mixture with pure form and / or inert gas) and / or additional inert gas as needed for the fill gas mixture for reaction zone A. The desired conversion in reaction zone A proceeds again in the single pass of reaction gas A (the charge gas in reaction zone A) without the additional gas stream being fed along the reaction path. As used herein, the reaction path in reaction zone A is a function of the conversion of dehydrogenation (conversion in heterogeneously catalyzed dehydrogenation) of propane fed to reaction gas A prior to single pass through one or more catalyst beds in reaction zone A Is understood to mean the flow path of propane through reaction zone A.

중간 가스 공급 없이 반응 구역 A를 통해 충전 가스 혼합물이 단일 통과하는, 상기 불균질 촉매화 프로판 탈수소화에 적합한 반응기 형태는 예를 들어 고정층 관형 반응기 또는 관다발 반응기이다. 이 반응기에서, 탈수소화 촉매는 고정층으로서 1개의 반응관 또는 반응관 다발에 배치된다. 본 발명에 따라 반응 구역 A에서 필요한 수소의 연소가 반응 구역 A에서 진행되는 총 반응이 흡열성이도록 할 경우, 반응관은 적절하게는 본 발명에 따라 외부로부터 가열될 것이다 (필요한 경우 냉각될 수도 있다고 이해될 것임). 이는 예를 들어 가스, 예를 들어 메탄과 같은 탄화수소를 반응관 주변 공간에서 연소하여 수행될 수 있다. 이러한 직접적인 형태의 촉매관 가열은 단지 고정층의 최초 20 내지 30%에 적용하고, 남아있는 층 길이는 연소 과정 중 방출된 방사열을 통해 필요한 반응 온도로 가열하는 것이 바람직하다. 이러한 방식으로, 대략 등온 반응이 달성가능하다. 적합한 반응관 내경은 약 약 10 내지 15 cm이다. 전형적인 탈수소화 관다발 반응기는 300 내지 1000개 이상의 반응관을 포함한다. 반응관 내부의 온도는 300 내지 800℃, 바람직하게는 400 내지 700℃의 범위 내에서 변한다. 유리하게는, 반응 가스 A 출발 혼합물이 반응 온도로 예열된 관형 반응기에 공급된다. 생성물 가스 (혼합물) A는 50 내지 100℃ 더 낮은 온도를 갖는 반응관을 빠져나가는 것이 가능하다. 그러나, 이 출구 온도는 더 높은 수준 또는 동일한 수준일 수도 있다. 상기 절차에서, 산화크롬 및/또는 산화알루미늄를 기재로 한 산화 탈수소화 촉매의 사용이 적절하다. 탈수소화 촉매는 보통 희석되지 않고 사용된다. 산업 규모에서, 복수의 상기 관다발 반응기가 병렬로 작동될 수 있으며, 생성물 가스 A가 혼합물로 반응 구역 B를 충전시키는데 사용될 수 있다. 적절하게는, 이들 반응기 중 단지 2개만이 탈수소화 작업에 관여하고, 촉매 충전물은 제3 반응기에서 재생성되는 것이 또한 가능하다.Suitable reactor configurations for the heterogeneously catalyzed propane dehydrogenation, in which the packed gas mixture passes through the reaction zone A without intermediate gas feed, are, for example, fixed bed tubular reactors or vortex reactors. In this reactor, the dehydrogenation catalyst is disposed as a fixed bed in one reaction tube or reaction tube bundle. In accordance with the present invention, if the total hydrogenation of the hydrogen required in the reaction zone A is such that the total reaction proceeding in the reaction zone A is endothermic, the reaction tube will suitably be heated externally according to the invention Will be understood). This can be done, for example, by burning hydrocarbons such as gas, e.g., methane, in the space around the reaction tube. This direct form of catalyst tube heating is only applied to the first 20-30% of the fixed bed and the remaining bed length is preferably heated to the required reaction temperature through the radiant heat released during the combustion process. In this way, approximately isothermal reaction is achievable. Suitable reaction tube diameters are about 10 to 15 cm. Typical dehydrogenation vortex reactors include from 300 to more than 1000 reaction tubes. The temperature inside the reaction tube varies within the range of 300 to 800 占 폚, preferably 400 to 700 占 폚. Advantageously, the reaction mixture A is fed to a tubular reactor preheated to the reaction temperature. The product gas (mixture) A is able to escape from the reaction tube having a lower temperature of 50 to 100 ° C. However, this outlet temperature may be at a higher level or at the same level. In this procedure, the use of an oxidative dehydrogenation catalyst based on chromium oxide and / or aluminum oxide is suitable. The dehydrogenation catalyst is usually used without dilution. On an industrial scale, a plurality of said vortex reactors may be operated in parallel, and product gas A may be used to charge reaction zone B as a mixture. Suitably, it is also possible that only two of these reactors are involved in the dehydrogenation operation and the catalyst charge is regenerated in the third reactor.

반응 구역 A를 통한 충전 가스의 단일 통과는 또한 예를 들어 DE-A 102 45 585 및 이 문헌에서 이 주제에 대해 인용된 문헌에 기재된 바와 같이 이동층 또는 유동층 반응기에서 수행될 수 있다.A single pass of the packed gas through the reaction zone A can also be carried out in a moving bed or fluidized bed reactor, for example as described in DE-A 102 45 585 and in the literature cited for this topic in this document.

원칙적으로, 본 발명에 따른 방법의 반응 구역 A는 또한 예를 들어 2개의 구획으로 이루어질 수 있다. 이러한 반응 구역 A의 구조는 특히 반응 구역 A용 충전 가스가 임의의 산소 분자를 포함하지 않을 경우 타당하다.In principle, the reaction zone A of the process according to the invention can also for example consist of two compartments. The structure of this reaction zone A is particularly valid when the charge gas for reaction zone A does not contain any oxygen molecules.

이 경우, 실제 불균질 촉매화 탈수소화는 제1 구획에서 수행될 수 있으며, 산소 분자 및/또는 산소 분자와 불활성 가스의 혼합물의 즉시 공급 후, 본 발명에 따라 요구되는 불균질 촉매화 수소 연소가 제2 구획에서 수행될 수 있다.In this case, inhomogeneous catalytic dehydrogenation in practice can be carried out in the first compartment and, after immediate supply of a mixture of oxygen molecules and / or oxygen molecules and an inert gas, the heterogeneously catalyzed hydrogen combustion required according to the invention Can be performed in the second compartment.

매우 일반적으로, 본 발명에 따른 방법에서 반응 구역 A는 적절하게는 반응 구역 A를 통한 단일 통과를 기준으로, 반응 구역 A에 공급된 프로판의 총량의 5 mol% 이상 내지 60 mol% 이하, 바람직하게는 10 mol% 이상 내지 50 mol% 이하, 더 바람직하게는 15 mol% 이상 내지 40 mol% 이하, 가장 바람직하게는 20 mol% 이상 내지 35 mol% 이하가 반응 구역 A에서 탈수소화 방식으로 전환되도록 작업될 것이다. 반응 구역 A에서 이러한 제한된 전환율은 통상 본 발명에 따른 방법에서 충분한데, 이는 남아있는 양의 비전환 프로판이 반응 구역 B 하류에서 실질적으로 희석 가스로서 기능하며 본 발명의 절차의 추가 과정 중 실질적으로 반응 구역 A로의 손실 없이 재순환될 수 있기 때문이다. 비교적 낮은 프로판 전환율을 갖는 절차의 이점은, 반응 구역 A를 통한 반응 가스 A의 단일 통과시, 흡열성 탈수소화에 필요한 열의 양이 비교적 적고 전환을 달성하는데 비교적 낮은 반응 온도로도 충분하다는 것이다.Very generally, in the process according to the invention, reaction zone A is suitably not less than 5 mol% to not more than 60 mol% of the total amount of propane fed to reaction zone A, Is not less than 10 mol% to not more than 50 mol%, more preferably not less than 15 mol% to not more than 40 mol%, most preferably not less than 20 mol% to not more than 35 mol% Will be. This limited conversion rate in reaction zone A is usually sufficient in the process according to the invention because the remaining amount of unconverted propane functions as substantially diluent gas downstream of reaction zone B and substantially during the course of the process of the invention Because it can be recycled without loss to Zone A. An advantage of the procedure with a relatively low propane conversion rate is that the amount of heat required for the endothermic dehydrogenation during the single pass of reaction gas A through reaction zone A is relatively small and a relatively low reaction temperature is sufficient to effect conversion.

유리하게는 본 발명에 따라, 이미 설명한 바와 같이, 반응 구역 A에서 (준)단열적으로 (예를 들어 비교적 낮은 프로판 전환율로) 프로판 탈수소화를 수행하는 것이 적절할 수 있다. 이는 반응 구역 A용 충전 가스 혼합물이 일반적으로 먼저 (예를 들어 주변 벽의 직접 점화에 의해) 500 내지 700℃ (또는 550 내지 650℃)의 온도로 가열될 것임을 의미한다. 통상, 촉매층을 통한 1회 단열 통과는, 반응 가스가 흡열성 탈수소화 대 발열성 수소 연소의 정량비에 따라 가열되거나, 냉각되거나 또는 총 평가시 열 중성 방식으로 거동하는 과정 중, 목적하는 탈수소화 전환 및 본 발명에 따라 요구되는 수소 연소 모두를 달성하는데 충분할 것이다. 본 발명에 따라 반응 가스가 단일 통과시 약 30 내지 200℃로 냉각되는 단열 작업 모드가 바람직하다. 필요한 경우, 반응 구역 A의 제2 구획에서, 탈수소화 중 형성된 수소는 불균질 촉매작용 하에서 중간에 공급된 산소 분자로 후연소될 수 있다. 이 연소는 동일하게 단열적으로 수행될 수 있다. 현저하게, 특히 단열 작업에서, 반응 가스 A를 축방향으로 및/또는 방사상으로 유동시키는 단일 샤프트 로(shaft furnace)가 고정층 반응기로서 충분하다.Advantageously, according to the invention, it may be appropriate to carry out the propane dehydrogenation in the reaction zone A (sub-adiabatically) (for example with a relatively low propane conversion), as already explained. This means that the charge gas mixture for reaction zone A will generally be heated first to a temperature of 500 to 700 占 폚 (or 550 to 650 占 폚, for example, by direct ignition of the peripheral wall). Usually, the one-time thermal insulting through the catalyst layer is carried out in such a manner that during the course of the reaction gas being heated, cooled, or behaving in a thermal neutrality manner in accordance with the quantitative ratio of endothermic dehydrogenation to exothermic hydrogen combustion, Will be sufficient to achieve both conversion and hydrogen burning required in accordance with the present invention. According to the present invention, an adiabatic operation mode in which the reaction gas is cooled to about 30 to 200 DEG C during single pass is preferable. If necessary, in the second compartment of the reaction zone A, the hydrogen formed during the dehydrogenation can be post-burned into the oxygen molecules fed intermediate in the heterogeneous catalysis. This combustion can be carried out equally adiabatically. Significantly, especially in adiabatic operation, a single shaft furnace which axially and / or radially flows the reaction gas A is sufficient as a fixed bed reactor.

가장 단순한 경우, 이는 단일 폐쇄 반응 부피, 예를 들어 내경이 0.1 내지 10 m, 가능하게는 심지어 0.5 내지 5 m이고 고정 촉매층이 지지 장치 (예를 들어 격자) 상에 배치된 용기이다. 촉매로 충전되며 단열 작업에서 실질적으로 단열되는 반응 부피는 프로판을 포함하는 고온 반응 가스 A에 의해 축방향으로 유동한다. 촉매 형상은 구형 또는 환형 또는 압출물형일 수 있다. 이 경우 반응 부피가 매우 저렴한 장치에 의해 실현될 수 있기 때문에, 특히 낮은 압력 강하를 갖는 모든 촉매 형상이 바람직하다. 이들은 특히 거대 공동(cavity) 부피를 유도하는 촉매 형상이거나 구조 형태, 예를 들어 모노리쓰 또는 벌집형이다. 프로판을 포함하는 반응 가스 A의 방사상 유동을 실현하기 위해, 반응기는 예를 들어 쉘에 배치된 2개의 동심 원통 격자로 이루어질 수 있고, 촉매층은 그 환형 틈에 배치될 수 있다. 단열의 경우, 금속 쉘은 적절하다면 단열될 것이다. In the simplest case, this is a vessel with a single closed reaction volume, for example an inner diameter of 0.1 to 10 m, possibly even 0.5 to 5 m, and a fixed catalyst bed disposed on a support device (e.g. a grid). The reaction volume charged with the catalyst and substantially insulated in the adiabatic operation flows axially by the hot reaction gas A containing propane. The catalyst shape may be spherical or annular or extruded. In this case, all catalyst shapes with a particularly low pressure drop are preferred, since the reaction volume can be realized by a very inexpensive device. These are in particular a catalytic form or a structural form, for example a monolith or a honeycomb, which leads to a large cavity volume. In order to realize the radial flow of the reaction gas A containing propane, the reactor may be composed of, for example, two concentric cylinder lattices arranged in the shell, and the catalyst layer may be arranged in the annular gap. In the case of insulation, the metal shell will be insulated if appropriate.

불균질 촉매화 프로판 탈수소화에 적합한 본 발명의 촉매 충전물은 특히 DE-A 199 37 107에 개시된 촉매이며, 특히 예로서 개시된 모든 것 및 불균질 촉매화 탈수소화에 대해 불활성인 기하학적 성형체를 갖는 그의 혼합물이다.The catalyst packings of the present invention suitable for heterogeneously catalyzed propane dehydrogenation are in particular the catalysts disclosed in DE-A 199 37 107, in particular all those given as examples and mixtures thereof with geometric shaped bodies which are inert towards heterogeneous catalytic dehydrogenation to be.

연장된 작업 시간 후, 상기 촉매는 예를 들어 단순한 방식으로 제1 재생 단계에서 촉매층 상으로 (바람직하게는) 질소 및/또는 수증기에 의해 희석된 공기를 300 내지 600℃, 종종 400 내지 550℃의 도입 온도에서 초기에 통과시킴으로써 재생될 수 있다. 재생 가스 (예를 들어 공기)에 의한 촉매(층) 적재량은 예를 들어 50 내지 10 000 h-1일 수 있고, 재생 가스의 산소 함량은 0.1 또는 0.5 내지 20 부피%일 수 있다.After prolonged working hours, the catalyst may be heated, for example, in a simple manner by air (preferably) diluted with nitrogen and / or steam onto the catalyst bed in a first regeneration step at a temperature of 300 to 600 占 폚, often 400 to 550 占 폚 And can be regenerated by passing it at an initial temperature at an early stage. The amount of catalyst (layer) loading by the regeneration gas (for example air) may be, for example, 50 to 10 000 h -1 and the oxygen content of the regeneration gas may be 0.1 or 0.5 to 20% by volume.

이후 추가 재생 단계에서, 달리 동일한 재생 조건 하에서 재생 가스로서 공기를 사용할 수 있다. 적절하게는 응용 관점에서, 재생 전에 불활성 가스 (예를 들어 N2)로 촉매를 플러싱할 것을 권고한다.Thereafter, in the additional regeneration step, air can be used as the regeneration gas under otherwise identical regeneration conditions. Suitably from an application point of view, it is advisable to flush the catalyst with an inert gas (e.g. N 2 ) before regeneration.

이후, 일반적으로 달리 동일한 조건 하에서 순수 수소 분자 또는 불활성 가스 (바람직하게는 수증기 및/또는 질소)로 희석된 수소 분자 (수소 함량이 1 부피% 이상이어야 함)로 재생하는 것이 타당하다.It is then reasonable to regenerate hydrogen molecules (hydrogen content should be at least 1% by volume) diluted with pure hydrogen molecules or an inert gas (preferably water vapor and / or nitrogen) generally under otherwise identical conditions.

본 발명에 따른 방법의 반응 구역 A에서 불균질 촉매화 프로판 탈수소화는 높은 프로판 전환율 (30 몰% 초과)을 갖는 변법으로서 (반응 가스 전체 및 그에 존재하는 프로판 모두에 관하여) 동일한 촉매(층) 적재량에서 비교적 낮은 프로판 전환율 (30 몰% 이하)로 모든 경우에 수행될 수 있다. 이러한 반응 가스 A의 적재량은 예를 들어 100 내지 40000 또는 10000 h-1, 종종 300 내지 7000 h-1, 즉 다수의 경우 약 500 내지 4000 h-1일 수 있다. 상기 적재량은 또한 반응 구역 A에서의 수소 연소에 특이적으로 사용된 임의의 촉매층에 적용될 수 있다.Heterogeneously catalyzed propane dehydrogenation in the reaction zone A of the process according to the invention is a variant with a high propane conversion (greater than 30 mol%) (with respect to both the reaction gas and all the propane present therein) as the same catalyst (30 mol% or less) in all cases. The loading amount of the reaction gas A may be, for example, 100 to 40000 or 10000 h -1 , often 300 to 7000 h -1 , that is, in many cases, about 500 to 4000 h -1 . The loading amount can also be applied to any catalyst layer used specifically for hydrogen combustion in reaction zone A.

특히 바람직한 방식으로, 반응 구역 A에서 불균질 촉매화 프로판 탈수소화 (특히 단일 통과를 기준으로 15 내지 35 몰%의 프로판 전환율의 경우)는 트레이 반응기에서 실시될 수 있으며, 이는 반응 구역 A가 바람직하게는 1개 이상의 상기 반응기를 포함하는 이유이다.In a particularly preferred manner heterogeneously catalyzed propane dehydrogenation in the reaction zone A (especially in the case of 15 to 35 mol% propane conversion on a single pass basis) can be carried out in a tray reactor, Is the reason for including one or more of the above reactors.

이 반응기는 직렬로 탈수소화를 촉매하는 1개 이상의 촉매층을 포함한다. 촉매층 수는 1 내지 20, 적절하게는 2 내지 8, 또한 3 내지 6개일 수 있다. 증가된 프로판 전환율은 증가된 수의 트레이로 더욱 용이하게 달성될 수 있다. 촉매층은 바람직하게는 방사상 또는 축상으로 연속적으로 배치된다. 적절하게는 응용 관점에서, 이러한 트레이 반응기에 고정 촉매층 유형이 사용된다.The reactor comprises at least one catalyst bed that catalyzes dehydrogenation in series. The number of catalyst layers may be from 1 to 20, suitably from 2 to 8, and from 3 to 6. Increased propane conversion can be more easily achieved with an increased number of trays. The catalyst layers are preferably arranged radially or axially continuously. Suitably from an application point of view, a fixed catalyst bed type is used for this tray reactor.

가장 단순한 경우, 샤프트 로 반응기에서 고정 촉매층은 축방향으로 또는 동심 원통 격자의 환형 틈에 배치된다. 그러나, 환형 틈을 구획별로 층층이 배치하고, 방사상으로 한 구획을 통과한 후 그 위 또는 그 아래의 다음 구획 내로 가스를 전달하는 것이 또한 가능하다.In the simplest case, the fixed catalyst bed in the reactor as a shaft is disposed axially or in the annular gap of the concentric cylindrical lattice. It is also possible, however, to arrange the annular gap in a compartmentalized layer, to pass the gas radially through one compartment and into the next compartment above or below it.

적절하게는, 반응 가스 A는 한 촉매층으로부터 다음 촉매층으로 예를 들어 고온 가스에 의해 가열된 열 교환기 표면 (예를 들어 립) 상을 통과함으로써 또는 고온 연소 가스에 의해 가열된 파이프를 통과함으로써 중간 가열된다 (필요한 경우, 상응하는 방식으로 중간 냉각시킬 수도 있음).Suitably, the reaction gas A is passed through a heat exchanger surface (for example, a lip) heated by a hot gas, for example, from one catalyst layer to a next catalyst layer, or passes through a heated pipe by a hot combustion gas, (If necessary, intermediate cooling in a corresponding manner).

트레이 반응기가 달리 단열적으로 작동될 경우, 특히 DE-A 199 37 107에 기재된 촉매, 특히 예시적인 실시양태의 촉매를 사용할 경우 반응 가스 혼합물을 450 내지 550℃ (바람직하게는 450 내지 500℃)의 온도로 예열된 탈수소화 반응기 내로 전달하고 트레이 반응기 내부에서 상기 온도 범위로 유지하는 것이 특히 30 몰% 이하의 프로판 전환율에 대해 충분하다. 이는 전체 프로판 탈수소화가 매우 낮은 온도에서 실현될 수 있다는 것을 의미하고, 이는 두 재생 사이의 고정 촉매층의 수명에 대해 특히 바람직하다고 밝혀졌다. 더 높은 프로판 전환율을 위해, 반응 가스 혼합물을 적절하게는 더 높은 온도 (700℃ 이하일 수 있음)로 예열된 탈수소화 반응기에 전달하고 트레이 반응기 내부에서 이 승온 범위로 유지한다.When the tray reactor is operated adiabatically differently, especially when the catalyst described in DE-A 199 37 107, especially the catalyst of the exemplary embodiment, is used, the reaction gas mixture is heated to a temperature of 450 to 550 캜 (preferably 450 to 500 캜) It is sufficient for the propane conversion to be delivered to the preheated dehydrogenation reactor to temperature and to maintain this temperature range within the tray reactor, especially up to 30 mole%. This means that the overall propane dehydrogenation can be realized at very low temperatures, which has been found particularly desirable for the lifetime of the fixed catalyst bed between two regeneration. For higher propane conversion rates, the reaction gas mixture is suitably delivered to the preheated dehydrogenation reactor at a higher temperature (which may be below 700 캜) and is maintained within this temperature range within the tray reactor.

직접 방법 (자가열 방법을 가능하게 함)에서 상기 개괄한 중간 가열을 수행하는 것이 더욱 더 바람직하다. 이를 위해, 제한된 양의 산소 분자를 제1 촉매층 (예를 들어 잔류 가스 순환 가스 및/또는 프로판 순환 가스의 성분으로서) (이 경우, 반응 가스 A 출발 혼합물은 유리하게는 첨가된 수소 분자를 포함하여야 함) 및/또는 하류 촉매층 사이를 통해 유동하기 전에 반응 가스 A에 첨가한다. 따라서, 본 발명에 따라 요구되는, 반응 가스 A에 존재하고/하거나, 불균질 촉매화 프로판 탈수소화의 과정 중 형성되고/거나, 반응 가스 A에 특히 선택적이고 제어된 방식으로 첨가되는 수소 분자의 연소를 일으키는 것이 가능하다 (일반적으로 탈수소화 촉매 자체에 의해 촉매됨) (이는 또한 특이적으로 (선택적으로) 수소의 연소를 촉매하는 촉매로 충전된 트레이 반응기에 촉매층을 삽입하는 것이 응용 관점에서 적절할 수 있음 (유용한 상기 촉매의 예는 문헌 US-A 4 788 371, US-A 4 886 928, US-A 5 430 209, US-A 5 530 171, US-A 5 527 979 및 US-A 5 563 314의 촉매를 포함하고; 예를 들어 상기 촉매층은 탈수소화 촉매를 포함하는 층에 교대로 트레이 반응기 내에 장착될 수 있음; 이들 촉매는 또한 반응 구역 A의 제2 구획에서 상기 수소 연소에 적합함)). 연소된 수소 분자의 양에 따라, 방출된 반응열은 불균질 촉매화 프로판 탈수소화를 위한 발열성 작동 모드 전체, 또는 자가열 작동 모드 전체 (총 열 특성이 실질적으로 0임), 또는 흡열성 작동 모드 전체를 가능하게 한다. 촉매층에서 반응 가스의 선택된 체류 시간이 증가함에 따라, 프로판 탈수소화는 감소하는 또는 실질적으로 일정한 온도에서 가능하고, 이는 특히 두 재생 사이의 긴 촉매 수명을 가능하게 하며 본 발명에 따라 바람직하다.It is even more desirable to perform the above described intermediate heating at the direct method (which allows the self-heating method). To this end, a limited amount of oxygen molecules are introduced into the first catalyst bed (for example as a component of the residual gas circulation gas and / or propane circulation gas), in which case the reaction mixture A must advantageously contain hydrogen molecules ) And / or between the downstream catalyst layers. Thus, the combustion of hydrogen molecules which are required in accordance with the invention and which are present in the reaction gas A and / or which are formed during the process of heterogeneously catalyzed propane dehydrogenation and / or are added in a particularly selective and controlled manner to the reaction gas A (Which is generally catalyzed by the dehydrogenation catalyst itself), which may also be appropriate from an application point of view, in particular also (optionally) inserting the catalyst layer into a tray reactor filled with a catalyst that catalyzes the combustion of hydrogen Examples of useful catalysts are described in US-A 4 788 371, US-A 4 886 928, US-A 5 430 209, US-A 5 530 171, US-A 5 527 979 and US- For example the catalyst bed can be mounted in a tray reactor alternately in a layer comprising a dehydrogenation catalyst, these catalysts are also suitable for the hydrogen combustion in the second compartment of the reaction zone A) . Depending on the amount of hydrogen molecules burned, the emitted heat of reaction may be directed to the entire exothermic operating mode for heterogeneously catalyzed propane dehydrogenation, or the entire self-heating operating mode (where the total thermal property is substantially zero) Enables the whole. As the selected residence time of the reaction gas in the catalyst bed increases, propane dehydrogenation is possible at a reduced or substantially constant temperature, which enables a long catalyst life, especially between two regimes, and is preferred according to the invention.

특히 수소 분자가 프로판의 불균질 촉매화 탈수소화 과정 중 (단계 1) 및 프로판의 불균질 촉매화 탈수소화 후 (단계 2) 모두에서 연소될 경우, 본 발명에 따라 먼저 불균질 촉매화 탈수소화의 완료 후 존재하는 반응 구역 A의 반응 가스를 반응 구역 A에서 최종 수소 연소에 공급되는 양으로 (일부분은 프로판-포함 공급 스트림의 하나로서 반응 구역 A로 탈수소화 순환 가스로서 재순환될 수 있음) 프로판 순환 가스 및 탈수소화 순환 가스 이외의 반응 가스 A 충전 혼합물의 성분을 이용한 간접 열 교환에 의해 냉각시키고, 반응 구역 A에서 수소 분자의 최종 연소 후 생성물 가스 A를 프로판 순환 가스를 이용하여 마찬가지로 간접 열 교환에 의해 냉각시킨 다음 추가 처리하는 것이 적절하다. 이는 반응 구역 A가 전체 발열성으로 구성될 경우 특히 적용된다.In particular, when the hydrogen molecule is burned in both the heterogeneously catalyzed dehydrogenation of propane (step 1) and the heterogeneously catalyzed dehydrogenation of propane (step 2), it is preferable to firstly introduce heterogeneously catalyzed dehydrogenation The reaction gas present in the reaction zone A that is present after completion is recycled as the dehydrogenation circulating gas to the reaction zone A in an amount supplied to the final hydrogen combustion (partly as one of the propane-containing feed streams) Gas and dehydrogenation are cooled by indirect heat exchange using the components of the reaction mixture A other than the circulating gas A and the product gas A after the final combustion of the hydrogen molecules in the reaction zone A is likewise subjected to indirect heat exchange It is appropriate to carry out additional treatment after cooling. This applies in particular when the reaction zone A is constituted as a whole exothermic.

일반적으로, 상기 기재된 바와 같은 산소 공급은 그 안에 존재하는 수소 분자의 양을 기준으로 반응 가스 A의 산소 함량이 0.5 내지 50 또는 40 또는 30 부피%, 바람직하게는 10 내지 25 부피%인 방식으로 본 발명에 따라 수행되어야 한다. 유용한 산소 공급원은 상기 기재된 바와 같이 순수 산소 분자 (본 발명에 따라 바람직함) 또는 불활성 가스, 예를 들어 CO, CO2, N2 및/또는 희가스로 희석된 산소 분자, 특히 또한 공기 모두를 포함한다. 바람직하게는 본 발명에 따라, 산소 분자는 30 부피% 이하, 바람직하게는 25 부피% 이하, 유리하게는 20 부피% 이하, 더 유리하게는 15 부피% 이하, 양호하게는 10 부피% 이하, 더 바람직하게는 5 부피% 이하의 다른 가스 (산소 분자 이외)를 포함하는 가스로서 공급된다. 특히 유리하게는, 상기 산소 공급은 순수 형태로 수행된다.Generally, the oxygen feed as described above is to be fed in such a manner that the oxygen content of the reaction gas A is from 0.5 to 50 or 40 or 30% by volume, preferably from 10 to 25% by volume, based on the amount of hydrogen molecules present therein Should be carried out according to the invention. Useful oxygen sources include pure oxygen molecules (preferred in accordance with the invention) or oxygen molecules as diluted with an inert gas such as CO, CO 2 , N 2, and / or rare gas, . Preferably, according to the present invention, the oxygen molecules are present in an amount of up to 30% by volume, preferably up to 25% by volume, advantageously up to 20% by volume, more advantageously up to 15% by volume, preferably up to 10% And preferably not more than 5 vol% of other gases (other than oxygen molecules). Particularly advantageously, the oxygen supply is carried out in pure form.

H2O로의 1 mol 수소 분자의 연소가 프로필렌 및 H2로의 1 mol 프로판의 탈수소화 에너지 (대략 120 kJ/mol)의 약 2배 (대략 240 kJ/mol)를 제공하기 때문에, 상기 기재된 바와 같이 단열 트레이 반응기에서 반응 구역 A의 자가열 구성은 본 발명의 방법의 고려된 이점에 효율적으로 조합되며, 여기서 이는 단지 반응 구역 A에서 탈수소화 중 형성된 수소 분자 양의 약 50 몰%의 수소 양의 연소를 수반한다.As the combustion of 1 mol hydrogen molecules into H 2 O provides about twice (approximately 240 kJ / mol) of the dehydrogenation energy of propylene and 1 mol propane to H 2 (approximately 120 kJ / mol) The self-heating configuration of the reaction zone A in the adiabatic tray reactor is effectively combined with the considered advantages of the process of the present invention, where it is only possible to combine the amount of hydrogen produced in dehydrogenation in the reaction zone A with the amount of hydrogen of about 50 mol% ≪ / RTI >

그러나, 본 발명에 따른 방법의 이점은 반응 구역 A에서 형성된 수소 분자 양의 약 50 몰%의 수소 양이 반응 구역 A에서 연소되는 경우에만 얻어지는 것은 아니다. 대신에, 이 이점은 반응 구역 A에서 형성된 수소 분자 양의 25 내지 95 mol% 또는 100 mol%, 또는 30 내지 90 mol%, 또는 35 내지 85 mol%, 또는 40 내지 80 mol%, 또는 45 내지 75 mol%, 또는 50 내지 70 mol%, 또는 35 내지 65 mol%, 또는 40 내지 60 mol%, 또는 45 내지 55 mol%의 수소 양이 반응 구역 A에서 연소되어 물을 제공하는 경우에 (바람직하게는 단열 트레이 반응기의 상기 작동 모드로) 얻어진다.However, an advantage of the process according to the invention is that it is not only obtained when about 50 mol% of the amount of hydrogen formed in reaction zone A is burned in reaction zone A. Alternatively, this advantage may be achieved by adding 25 to 95 mol% or 100 mol%, or 30 to 90 mol%, or 35 to 85 mol%, or 40 to 80 mol%, or 45 to 75 mol% of the amount of hydrogen molecules formed in reaction zone A , or 50 to 70 mol%, alternatively 35 to 65 mol%, or 40 to 60 mol%, or 45 to 55 mol% of the total amount of hydrogen is combusted in the reaction zone A to provide water To the above operating mode of the adiabatic tray reactor).

일반적으로, 상기 기재된 바와 같은 산소 공급은 그 안에 존재하는 프로판 및 프로필렌의 양을 기준으로 반응 가스 A의 산소 함량이 0.01 또는 0.5 내지 3 부피%이도록 수행되어야 한다.Generally, the oxygen feed as described above should be performed such that the oxygen content of the reaction gas A is 0.01 or 0.5 to 3% by volume based on the amount of propane and propylene present therein.

불균질 촉매화 프로판 탈수소화의 등온성은, 필수적이진 않지만 바람직하게는 트레이 반응기 내 촉매층 사이의 공간에 충전하기 전 진공처리된 폐쇄 (예를 들어 관형) 내부물을 도입함으로써 추가로 개선될 수 있다. 이러한 내부물은 특정 촉매층에 위치할 수도 있다. 이들 내부물은 특정 온도 초과에서 증발되거나 용융되고, 그로 인해 열을 소모하고, 온도가 상기 값 미만으로 떨어질 경우 다시 응축되고, 그로 인해 열을 방출하는 적합한 고체 또는 액체를 포함한다.The isothermicity of the heterogeneously catalyzed propane dehydrogenation may be further improved by introducing a closed, e.g., tubular, interior material that is preferably, although not necessarily, vacuum treated before filling into the space between the catalyst beds in the tray reactor. Such an inner material may be located in a specific catalyst layer. These internal materials include suitable solids or liquids that evaporate or melt above a certain temperature, thereby consuming heat and re-condensing when the temperature falls below this value, thereby releasing heat.

반응 구역 A에서의 불균질 촉매화 프로판 탈수소화를 위해 충전 가스 혼합물을 필요한 반응 온도로 가열하는 또다른 수단은, 반응 구역 A로의 도입시 충전 가스 혼합물에 존재하는 산소 분자에 의해 그에 존재하는 프로판 및/또는 H2의 일부분을 연소시키고 (예를 들어 적합한 특정 연소 촉매 상으로, 예를 들어 그 위로 및/또는 그를 통한 간단한 통과에 의해), 그에 따라 방출된 연소열에 의해 탈수소화에 바람직한 반응 온도로 가열하는 것에 있다 (이러한 방법은 (이미 언급한 바와 같이) 특히 유동층 반응기에 유리함).Another means of heating the packed gas mixture to the requisite reaction temperature for heterogeneously catalyzed propane dehydrogenation in the reaction zone A is to separate the propane and the propane present therein by the oxygen molecules present in the packed gas mixture upon introduction into the reaction zone & / or burn a portion of the H 2 and to (for the a particular combustion catalyst suitable for containing, for example, that the top and / or a simple by-pass therethrough), the preferred reaction temperature in the dehydrogenation by the emitted heat of combustion thus (This method is advantageous especially for fluidized bed reactors (as already mentioned)).

바람직하게는 본 발명에 따라, 반응 구역 A는 단열적으로 (외부 단열로) 구성될 것이다.Preferably, according to the invention, the reaction zone A will be constructed adiabatically (with external insulation).

상기에 따라, 본 발명에 따른 방법의 반응 구역 A는 문헌 DE-A 10 2004 032 129 및 DE-A 10 2005 013 39에 기재된 바와 같이 구성될 수 있지만, 사용된 반응 구역 A의 충전 가스 혼합물이 새로운 프로판, 수증기-포함 프로판 순환 가스 및 (적절한 경우 산소 분자-포함) 잔류 가스 순환 가스의 혼합물인 것이 상이하다. 반응 구역 A는 촉매층 (바람직하게는 고정층)이 방사상 또는 축상 연속으로 배치된 (바람직하게는 단열) 트레이 반응기로서 실시된다. 유리하게는, 이러한 트레이 반응기 내 촉매층 트레이의 수는 3개이다. 불균질 촉매화 부분 프로판 탈수소화를 자가열적으로 수행하는 것이 바람직하다. 이를 위해, 산소 분자 또는 이와 불활성 가스를 포함하는 혼합물의 제한된 양은 유동 방향으로 제1 (고정) 촉매층의 하류에서 (고정) 촉매층 및 그 사이를 통과하는 제1 (고정) 촉매층 너머의 반응 구역 A의 충전 가스 혼합물에 첨가된다 (예를 들어 DE 10 2006 017623.5에 기재된 바와 같음). 따라서, 일반적으로 탈수소화 촉매 자신에 의해 촉매되고, 불균질 촉매화 프로판 탈수소화 과정 (및 적절한 경우 많아야 최소 정도로 프로판 및/또는 프로필렌의 탈수소화 과정) 중 형성된 수소의 제한된 연소가 발생할 수 있으며, 여기서 발열성 열 특성은 본질적으로 탈수소화 온도를 유지한다.According to the above, the reaction zone A of the process according to the invention can be configured as described in documents DE-A 10 2004 032 129 and DE-A 10 2005 013 39, Propane, steam-containing propane circulating gas, and (if appropriate, oxygen molecule-containing) residual gas circulating gas. The reaction zone A is implemented as a tray reactor (preferably an adiabatic) in which a catalyst layer (preferably a fixed bed) is disposed in a radial or axial continuum. Advantageously, the number of catalyst bed trays in this tray reactor is three. It is preferred that the heterogeneously catalyzed partial propane dehydrogenation is performed thermally. To this end, a limited amount of the oxygen molecule or mixture comprising the inert gas is introduced into the reaction zone A beyond the first (fixed) catalyst bed passing through the catalyst bed (fixed) Is added to the charge gas mixture (as described, for example, in DE 10 2006 017623.5). Thus, a limited combustion of hydrogen formed during the heterogeneously catalyzed propane dehydrogenation process (and, if appropriate, at least to a minimum extent, the dehydrogenation of propane and / or propylene) catalyzed by the dehydrogenation catalyst itself can occur, where The pyrogenic thermal property essentially maintains the dehydrogenation temperature.

적절하게는, 프로판의 부분 불균질 촉매화 탈수소화는 단일 반응기 통과를 기준으로 반응기 내로 전달된 프로판의 전환율이 대략 20 몰%이도록 본질적으로 3개 촉매 트레이 상에서 분포되어 수행된다 (본 발명에 따른 방법에서 또한 30 몰%, 또는 40 몰%, 또는 50 몰% 이상일 수 있음을 이해할 것임). 달성된 프로필렌 형성의 선택율은 규칙적으로 90 몰%이다. 전환에 대한 단일 트레이의 최대 기여는 작업 시간 증가와 함께 유동 방향으로 전면에서 후방으로 이동한다. 일반적으로, 촉매 충전물은 유동 방향으로 제3 트레이가 전환에 대한 최대 기여를 제공하기 전에 재생된다. 유리하게는, 모든 트레이의 탄화가 동일한 정도를 달성되는 경우에 재생이 수행된다.Suitably, the partially heterogeneous catalyzed dehydrogenation of the propane is carried out essentially on three catalyst trays so that the conversion of propane delivered into the reactor is about 20 mol% based on the passage of a single reactor (method according to the invention Or 30 mole%, or 40 mole%, or 50 mole% or more). The selectivity of the achieved propylene formation is regularly 90 mol%. The maximum contribution of a single tray to the transition moves from front to back in the flow direction with increasing working time. Generally, the catalyst charge is regenerated before the third tray provides the maximum contribution to the transition in the flow direction. Advantageously, regeneration is performed when carbonization of all trays is achieved to the same degree.

마지막으로, 탈수소화의 하류에 배치된 (고정) 촉매층에서, 선행 중간 산소 공급 후, 본질적으로 수소 분자의 단독 연소가 또한 수행될 수 있다. 이는 원칙적으로 반응 구역 A를 떠난 생성물 가스 A가 본질적으로 더이상 임의의 수소 분자를 포함하지 않는 정도로 진행될 수 있다.Finally, in the (fixed) catalyst bed disposed downstream of the dehydrogenation, after preliminary intermediate oxygen feed, essentially combustion of hydrogen molecules can also be performed. This can in principle proceed to such an extent that the product gas A leaving the reaction zone A is essentially no longer containing any hydrogen molecules.

프로판의 상기 불균질 촉매화 부분 탈수소화는 프로판 및 프로필렌의 총량을 갖는 촉매의 총량에 대한 적재량 (모든 층 상의 합)이 500 l (STP)/l·h 이상 및 20000 l (STP)/l·h 이하 (전형적인 값은 1500 l (STP)/l·h 내지 2500 l (STP)/l·h임)인 경우 매우 일반적으로 바람직하다. 개개의 고정 촉매층 내의 최대 반응 온도는 유리하게는 500℃ 내지 600℃ (또는 650℃)에서 유지된다.The heterogeneously catalyzed partial dehydrogenation of propane is carried out in such a way that the loading (total on all layers) to the total amount of catalyst having the total amount of propane and propylene is 500 l (STP) / l · h and 20000 l (STP) h (typical values are 1500 l (STP) / l · h to 2500 l (STP) / l · h). The maximum reaction temperature in the individual fixed catalyst bed is advantageously maintained at 500 ° C to 600 ° C (or 650 ° C).

이미 산소 분자를 포함하는 반응 가스 A 충전물 혼합물을 이용한 상기 방법의 단점은 사실상 프로판의 탈수소화를 촉매하는 모든 촉매가 또한 산소 분자에 의한 프로판 및 프로필렌의 연소 (탄소 산화물 및 수증기로의 프로판 및 프로필렌의 완전 산화)를 촉매한다는 것이다.The disadvantage of the process using a reactant gas A filler mixture already containing oxygen molecules is that virtually all catalysts which catalyze the dehydrogenation of propane are also able to combine the combustion of propane and propylene with oxygen molecules Complete oxidation).

상기한 바와 같은 반응 가스 A 충전 가스 혼합물에 수소 분자-포함 가스를 첨가하는 조치 이외에, 이는 DE-A 102 11 275에 따라 탈수소화 구역 (이후 반응 구역 A에 수소 분자의 연소를 위한 또다른 구역이 있을 수 있음)으로부터 배출된 생성물 가스를 동일한 조성의 2 부분으로 나누어, (적절한 경우 그 안에 존재하는 수소 분자의 선행 부분 또는 완전 연소 후) 2 부분 중 단지 1 부분만을 생성물 가스 A 또는 생성물 가스 A*로서 부분 산화에 공급하면서 다른 부분을 반응 가스 A (일반적으로 반응 가스 A 충전 가스 혼합물)의 성분으로서 탈수소화로 재순환시킴으로서 반작용될 수 있다. 이어서, 탈수소화 그 자체로부터 나온 탈수소화 순환 가스에 존재하는 수소 분자는 반응 구역 A용 충전 가스 혼합물에 존재하는 프로판 및 적절한 경우 프로필렌을 마찬가지로 그 안에 존재하는 산소 분자로부터 보호하는 것으로 의도된다. 이러한 보호는 상기한 바와 같이 통상 동일한 촉매에 의해 불균질 촉매되는, 물로의 수소 분자의 연소가 프로판 및/또는 프로필렌의 완전 연소에 비해 역학적으로 바람직하다는 사실을 기초로 한다.In addition to the action of adding hydrogen molecule-containing gas to the reaction gas A charge gas mixture as described above, it is also possible to carry out the dehydrogenation zone according to DE-A 102 11 275, ), Divided into two parts of the same composition, and only one part of the two parts of the product gas A or the product gas A * ( after the preceding part or the complete combustion of the hydrogen molecules present therein if appropriate) And reacting the other portion with the dehydrogenation as a component of the reaction gas A (generally the reaction gas A packed gas mixture). The hydrogen molecules present in the dehydrogenated recycle gas from the dehydrogenation itself are then intended to protect the propane present in the packed gas mixture for reaction zone A and, if appropriate, propylene from oxygen molecules present therein as well. This protection is based on the fact that the combustion of hydrogen molecules into water, which is heterogeneously catalyzed by the same catalyst as described above, is mechanically preferable to the complete combustion of propane and / or propylene.

DE-A 102 11 275의 교시에 따라, 탈수소화 순환 가스 순환은 적절하게는 제트 점프 원리 (또한 루프 모드로 지칭됨: 프로판 순환 가스는 구동 제트로서 작용할 수 있음)에 의해 실현될 것이다. 상기 문헌은 또한 추가 산화 보호로서 추가로 반응 구역 A용 충전 가스 혼합물에 수소 분자를 첨가하는 가능성을 교시한다 (이는 예를 들어 분리 구역 II에서 유래되며 여전히 수소 분자를 포함하는 잔류 가스로부터 분리막에 의해 제거된 수소 분자일 수 있음). According to the teaching of DE-A 102 11 275, the dehydrogenation recycle gas circulation will be realized by suitably the jet-jump principle (also referred to as loop mode: the propane circulation gas can act as a drive jet). The document also teaches the possibility of addition of hydrogen molecules to the charge gas mixture for reaction zone A as further oxidation protection (this may be done, for example, by separation membranes derived from the separation zone II and still from the residual gas comprising hydrogen molecules Which may be a removed hydrogen molecule).

본 발명에 따른 방법에서 전형적인 반응 가스 A 충전 가스 혼합물 (반응 구역 A에서 형성되는 반응 가스 A)은 하기 함량을 갖는다:In the process according to the invention, the typical Reaction Gas A fill gas mixture (Reaction Gas A formed in Reaction Zone A) has the following contents:

프로판 55 내지 80 부피%,55 to 80% by volume of propane,

프로필렌 0.1 내지 20 부피%,0.1 to 20% by volume of propylene,

H2 0 내지 10 부피%,H2 0 to 10% by volume,

O2 0 내지 5 부피%,O2 0 to 5% by volume,

N2 0 내지 20 부피%, 및N2 0 to 20% by volume, and

H2O 5 내지 15 부피%.H 2 O 5 to 15% by volume.

본 발명에 따른 방법에 바람직한 반응 가스 A 충전 가스 혼합물 (반응 가스 A의 유동 방향으로 반응 구역 A에서 제1 고정 촉매층에 도입되는 가스 혼합물)은 하기 함량을 갖는다:The reaction gas A fill gas mixture (gas mixture introduced into the first fixed catalyst bed in the reaction zone A in the flow direction of the reaction gas A) preferred for the process according to the present invention has the following contents:

프로판 55 내지 80 부피%,55 to 80% by volume of propane,

프로필렌 0.1 내지 20 부피%,0.1 to 20% by volume of propylene,

H2 2 내지 10 부피%,H2 2 to 10% by volume,

O2 1 내지 5 부피%,O2 1 to 5% by volume,

N2 0 내지 20 부피%, 및N2 0 to 20% by volume, and

H2O 5 내지 15 부피%.H 2 O 5 to 15% by volume.

나열된 성분 이외의 반응 가스 A 충전 가스 혼합물의 성분 비율은 일반적으로 총 10 부피% 이하, 바람직하게는 6 부피% 이하이다.The proportions of components of the reaction gas A fill gas mixture other than the listed components are generally not more than 10% by volume, preferably not more than 6% by volume.

전형적인 생성물 가스 A는 하기 함량을 갖는다:Typical product gas A has the following contents:

프로판 30 내지 50 부피%,30 to 50% by volume of propane,

프로필렌 15 내지 30 부피%,15 to 30% by volume of propylene,

H2 0 내지 10 부피%, 바람직하게는 0 내지 6 부피%, H2 0 to 10% by volume, preferably 0 to 6% by volume,

H2O 10 내지 25 부피%,10 to 25% by volume of H 2 O,

O2 0 내지 1 부피%, 및O2 0 to 1% by volume, and

N2 0 내지 35 부피%.N2 0 to 35% by volume.

나열된 성분 이외의 생성물 가스 A의 성분 비율은 일반적으로 10 부피% 이하이다. 반응 구역 A로부터 배출된 생성물 가스 A의 온도는 전형적으로 300 내지 800℃, 바람직하게는 400 내지 700℃, 더 바람직하게는 450 내지 650℃이다.The composition ratio of the product gas A other than the listed components is generally not more than 10% by volume. The temperature of the product gas A discharged from the reaction zone A is typically 300 to 800 캜, preferably 400 to 700 캜, more preferably 450 to 650 캜.

반응 구역 A에서 유출된 생성물 가스 A의 압력은 일반적으로 1 초과 내지 5 bar, 바람직하게는 1.5 내지 4 bar, 유리하게는 2 내지 3 bar이다.The pressure of the product gas A flowing out of the reaction zone A is generally from 1 to 5 bar, preferably from 1.5 to 4 bar, advantageously from 2 to 3 bar.

본 발명에 따라, 생성물 가스 A는 이어서 추가 2차 성분 제거 없이 (그러나 바람직하게는 DE-A 10 316 039의 교시에 따라 그 안에 존재하는 고체 입자의 기계적 제거 후에) 또는 생성물 가스에 존재하는 수증기의 일부분 또는 전체의 (직접 및/또는 간접 냉각에 의해 일어난) 응축 제거 후에 (즉 생성물 가스 A*로서), 반응 가스 B와 함께 반응 구역 B에서 1개 이상의 산화 반응기를 충전하는데 사용된다.According to the invention, the product gas A is then introduced into the product gas without removal of further secondary components (but preferably after mechanical removal of the solid particles present therein according to the teaching of DE-A 10 316 039) Is used to charge one or more oxidation reactors in reaction zone B together with reaction gas B after some or all of the condensation removal (i.e., as product gas A * ) (caused by direct and / or indirect cooling).

생성물 가스 A로부터 물의 응축 제거를 수행하는지 여부에 무관하게, 본 발명에 따라 고온 생성물 가스 A를 반응 구역 B에서 추가 사용하기 전에 적어도 프로판 순환 가스 (및 적절한 경우 반응 가스 A 충전 가스 혼합물의 다른 성분 (통상 탈수소화 순환 가스는 제외됨))를 이용한 간접 열 교환에 의해 냉각시키고, 그 결과 프로판 순환 가스 (및 적절한 경우 반응 가스 A 충전 가스 혼합물의 다른 성분)를 가열시키는 것이 적절하다.Regardless of whether condensation removal of water from the product gas A is carried out, it is preferred that at least the propane circulation gas (and, if appropriate, the other components of the reaction gas A packed gas mixture Usually dehydrogenated recycle gas) is excluded), so that it is appropriate to heat the propane recycle gas (and, if appropriate, the other components of the reaction gas A packed gas mixture).

다르게는, 반응 구역 B에서 1개 이상의 산화 반응기를 충전하는데 생성물 가스 A 또는 생성물 가스 A*를 사용하기 위해, 반응 구역 B에서의 목적 달성에 요구되는 양의 산소 분자를 생성물 가스 A 또는 생성물 가스 A*에 첨가하는 것으로 충분하다.Alternatively, to use product gas A or product gas A * to fill one or more oxidation reactors in reaction zone B, an amount of oxygen molecules required to achieve the purpose in reaction zone B may be introduced into product gas A or product gas A * Is sufficient.

이러한 첨가는 상기한 바와 같이 원칙적으로 순수 산소 또는 산소 분자와 반응 구역 B에서 화학적 불활성으로 거동하는 하나 이상의 가스 (예를 들어 N2, H2O, 희가스, CO2)의 혼합물 (예를 들어 공기) (또한 본원에서 1차 산소 공급원으로서 지칭됨)로 수행될 수 있다. 바람직하게는 본 발명에 따라, 산소 분자 이외의 다른 가스 30 부피% 이하, 바람직하게는 25 부피% 이하, 유리하게는 20 부피% 이하, 특히 유리하게는 15 부피% 이하, 양호하게는 10 부피% 이하, 더 바람직하게는 5 부피% 이하 또는 2 부피% 이하를 포함하는 가스로 수행된다. 이때 순수 산소를 사용하는 것이 매우 특히 유리하다.This addition is principally carried out by mixing pure oxygen or oxygen molecules with a mixture of one or more gases (e.g. N 2 , H 2 O, rare gas, CO 2 ) which chemically inertly behaves in reaction zone B ) ≪ / RTI > (also referred to herein as the primary oxygen source). Preferably, according to the present invention, 30 vol% or less, preferably 25 vol% or less, advantageously 20 vol% or less, particularly advantageously 15 vol% or less, preferably 10 vol% or less, , More preferably no more than 5 vol%, or no more than 2 vol%. It is particularly advantageous to use pure oxygen at this time.

통상적으로, 첨가되는 산소 분자의 양은 반응 구역 B용 충전 가스 (반응 가스 B 출발 혼합물)에 존재하는 산소 분자 대 프로필렌의 몰비가 1 이상 및 3 이하이도록 하는 양이다. 산소 분자-포함 가스를 생성물 가스 A 또는 생성물 가스 A*에 첨가하기 전, 온도를 유리하게는 250 내지 370℃, 특히 유리하게는 270 내지 320℃의 값으로 조정하였다. 산소 분자를 포함하는 가스는 통상 반응 가스 A 또는 반응 가스 A*의 압력를 초과하는 압력 (적절한 경우 1 bar 이하)으로 압축된 반응 가스 A 또는 A*로의 공급에 존재하여, 산소 분자를 포함하는 가스가 반응 가스 A 또는 A*로 흐름을 단순한 방식으로 억제할 수 있도록 한다 (사용된 산소 공급원이 공기인 경우, 예를 들어 DE-A 103 53 014에 기재된 바와 같이 방사형 압축기에 의해 통상적으로 압축됨). 산소 분자를 포함하는 가스의 온도는 통상 반응 가스 B 충전 혼합물에 바람직한 온도 (종종 240 내지 300℃)가 설정되도록 하는 온도이다. 일반적으로, 이러한 산소 분자-포함 가스의 온도는 100 내지 200℃이다. Typically, the amount of oxygen molecules added is such that the molar ratio of oxygen molecules to propylene present in the charge gas for reaction zone B (reaction gas B starting mixture) is greater than or equal to 1 and less than or equal to 3. Before adding the oxygen molecule-containing gas to the product gas A or the product gas A * , the temperature was advantageously adjusted to a value of 250 to 370 ° C, particularly advantageously 270 to 320 ° C. The gas containing the oxygen molecules is usually present in the supply to the reaction gas A or A * compressed to a pressure exceeding the pressure of the reaction gas A or the reaction gas A * (preferably 1 bar or less), and a gas containing oxygen molecules reaction to flow into the gas a or a * to be suppressed in a simple manner (the case of the oxygen source used is air, for example, typically compressed by the radial compressor, as described in DE-a 103 53 014). The temperature of the gas containing oxygen molecules is usually the temperature at which the desired temperature (often 240 to 300 ° C) is set for the reaction mixture B charged mixture. Generally, the temperature of this oxygen molecule-containing gas is 100 to 200 占 폚.

전형적인 반응 가스 B 충전 가스 혼합물은A typical reaction gas B charge gas mixture is

10 내지 40 부피%의 프로판,10 to 40% by volume of propane,

5 내지 25 부피%의 프로필렌,5 to 25% by volume of propylene,

0 내지 10 부피%의 H2,0 to 10% by volume of H 2 ,

10 내지 30 부피%의 O2, 및10 to 30% by volume of O 2 , and

1 내지 10 부피%의 H2O를 포함한다.1 to 10 and comprises a volume percentage of H 2 O.

바람직한 반응 가스 B 충전 가스 혼합물은A preferred Reaction Gas B fill gas mixture comprises

15 내지 40 부피%의 프로판,15 to 40% by volume of propane,

7 내지 20 부피%의 프로필렌,7 to 20% by volume of propylene,

0 내지 6 부피%의 H2,0 to 6% by volume of H 2 ,

15 내지 30 부피%의 O2, 및15 to 30% by volume of O 2 , and

1 내지 7 부피%의 H2O를 포함한다.1 to 7 and comprises a H 2 O volume%.

본 발명에 따른 방법에서, 반응 구역 B의 1개 이상의 산화 반응기로 도입되는 반응 가스 B의 유입 압력은 통상 적절하게는 1 bar 초과 내지 4 bar, 보통 1.3 bar 내지 3 bar, 다수의 경우 1.5 bar 내지 2.5 bar일 것이다.In the process according to the invention, the inlet pressure of the reaction gas B introduced into the at least one oxidation reactor of reaction zone B is usually suitably in the range from 1 bar to 4 bar, usually 1.3 bar to 3 bar, in most cases 1.5 bar 2.5 bar.

그 자체로 공지된 방식, 산소 분자를 이용한 아크릴산으로의 프로필렌의 불균질 촉매화 가스상 부분 산화는 원칙적으로, 제1 단계가 아크롤레인을 유도하고 제2 단계가 아크롤레인으로부터 아크릴산을 유도하는 반응 좌표를 따라 2-단계 연속으로 진행된다. In a manner known per se, inhomogeneously catalyzed gaseous partial oxidation of propylene to acrylic acid using oxygen molecules is, in principle, carried out in accordance with the reaction scheme 2 in which the first stage induces acrolein and the second stage leads to acrylic acid from acrolein - Continue in steps.

이러한 2-단계 연속의 반응 순서는 공지된 방식 그 자체로 반응 구역 B에서 아크롤레인 단계 (우세한 아크롤레인 형성 단계)에서 본 발명에 따른 방법을 종결하고 이 단계에서 표적 생성물 제거를 수행하거나, 또는 우세한 아크릴산 형성시까지 본 발명에 따른 방법을 계속하고 단지 이후에 표적 생성물 제거를 수행하는 가능성을 개방한다.This two-step sequential reaction sequence may be carried out in a manner known per se by terminating the process according to the invention in the acrolein step (predominant acrolein formation step) in reaction zone B and performing the target product removal in this step, To continue the process according to the invention and only open the possibility of carrying out the target product removal thereafter.

본 발명에 따른 방법이 우세한 아크릴산 형성시까지 수행될 경우, 본 발명에 따라 상기 방법을 2-단계, 즉 연속 배치된 2 산화 단계로 수행하는 것이 유리하며, 이 경우 사용될 고정 촉매층 및 바람직하게는 또한 다른 반응 조건, 예를 들어 고정 촉매층의 온도가 적절하게는 2 산화 단계의 각각에 최적화 방식으로 조정된다.다.It is advantageous if the process according to the invention is carried out up to predominantly acrylic acid formation, in accordance with the invention, the process is carried out in a two-stage, i.e. continuously arranged, oxidation step, in which case a fixed catalyst bed to be used and preferably also Other reaction conditions, for example the temperature of the fixed catalyst bed, are suitably adjusted in an optimized manner for each of the oxidation stages.

제1 산화 단계 (프로필렌 → 아크롤레인) 촉매용 활성 조성물로서 특히 적합한, 원소 Mo, Fe, Bi를 포함하는 다금속 산화물이 또한 제2 산화 단계 (아크롤레인 → 아크릴산)를 어느 정도 촉매할 수 있지만, 통상 활성 조성물이 원소 Mo 및 V를 포함하는 하나 이상의 다금속 산화물인 촉매가 제2 산화 단계에 바람직하다.A multimetal oxide comprising elements Mo, Fe and Bi, which is particularly suitable as the active composition for the first oxidation step (propylene to acrolein) catalyst, can also catalyze a second oxidation step (acrolein to acrylic acid) to some extent, A catalyst in which the composition is at least one multimetal oxide comprising elements Mo and V is preferred for the second oxidation step.

촉매가 활성 조성물로서 원소 Mo, Fe 및 Bi를 포함하는 하나 이상의 다금속 산화물을 갖는 고정 촉매층 상에서 프로필렌의 불균질 촉매화 부분 산화를 위해 본 발명에 따라 반응 구역 B에서 수행될 방법은 특히 아크롤레인 (및 적절한 경우 아크릴산) 제조를 위한 1-단계 방법 또는 아크릴산의 2-단계 제조에서 제1 반응 단계로서 적합하다.The method in which the catalyst is carried out in reaction zone B according to the invention for heterogeneously catalyzed partial oxidation of propylene on a fixed catalyst bed having at least one multimetal oxide containing elements Mo, Fe and Bi as the active composition, Step process for preparing acrylic acid, if appropriate) or as a first reaction step in the two-step preparation of acrylic acid.

적절한 경우 아크롤레인 및 아크릴산으로의 프로필렌의 1-단계 불균질 촉매화 부분 산화, 또는 본 발명에 따라 수득한 반응 가스 B를 사용한 아크릴산으로의 프로필렌의 2-단계 불균질 촉매화 부분 산화의 실현은 구체적으로는 문헌 EP-A 70 07 14 (제1 반응 단계; 이에 기재된 바와 같지만, 관다발 반응기 상에서 염 조 및 출발 반응 가스 혼합물의 상응하는 역류 모드로도 수행됨), EP-A 70 08 93 (제2 반응 단계; 이에 기재된 바와 같지만, 상응하는 역류 모드로도 수행됨), WO 04/085 369 (특히 이 문헌은 이 문헌의 통합 부분으로서 간주함) (2-단계 공정으로서), WO 04/85 363, DE-A 103 13 212 (제1 반응 단계), EP-A 1 159 248 (2-단계 공정으로서), EP-A 1 159 246 (제2 반응 단계), EP-A 1 159 247 (2-단계 공정으로서), DE-A 199 48 248 (2-단계 공정으로서), DE-A 101 01 695 (1-단계 또는 2-단계), WO 04/085 368 (2-단계 공정으로서), DE 10 2004 021 764 (2-단계), WO 04/085362 (제1 반응 단계), WO 04/085370 (제2 반응 단계), WO 04/085365 (제2 반응 단계), WO 04/085367 (2-단계), EP-A 990 636, EP-A 1 007 007 및 EP-A 1 106 598에 기재된 바와 같이 수행될 수 있다.The realization of one-step heterogeneously catalyzed partial oxidation of propylene to acrolein and acrylic acid, if appropriate, or two-step heterogeneously catalyzed partial oxidation of propylene to acrylic acid using reaction gas B obtained according to the present invention, EP-A 70 07 14 (the first reaction stage, also described therein, but also carried out in the corresponding countercurrent flow mode of the salt bath and the starting reaction gas mixture in the vortex reactor), EP-A 70 08 93 WO 04/085 369 (especially as this is considered as an integral part of this document) (as a two-step process), WO 04/85 363, DE- A 103 13 212 (first reaction step), EP-A 1 159 248 (as a two-step process), EP-A 1 159 246 (second reaction step) DE-A 199 48 248 (as a two-step process), DE-A 101 01 695 (one-step or two-step), WO 04/085 368 (As a two-step process), DE 10 2004 021 764 (two-step), WO 04/085362 (first reaction step), WO 04/085370 (second reaction step), WO 04/085365 ), WO 04/085367 (2-step), EP-A 990 636, EP-A 1 007 007 and EP-A 1 106 598.

이는 특히 상기 문헌에 포함된 모든 실시예에 적용된다. 이들은 상기 문헌에 기재된 바와 같이 수행될 수 있으나, 제1 반응 단계 (프로필렌에서 아크롤레인으로)에 사용된 출발 반응 가스 혼합물이 본 발명에 따라 생성된 반응 가스 B인 점에서 상이하다. 나머지 파라미터에 관해서 (특히 고정 촉매층 및 고정 촉매층의 반응물 적재량에 관해서), 절차는 언급된 문헌의 실시예에서와 같다. 상기 언급된 종래 기술의 실시예에서의 절차가 2 단계이고 두 반응 단계 사이에 2차 산소 공급 (본 발명에 따라 덜 바람직한 방식으로 2차 공기 공급)이 있을 때, 공급은 적절한 방식으로 수행되지만, 제2 반응 단계의 충전 가스 혼합물에서 산소 분자 대 아크롤레인의 몰비가 언급된 문헌의 실시예서의 몰비에 상응하도록 그 양이 조정된다.This applies in particular to all embodiments included in the document. These can be carried out as described in the literature, but differ in that the starting reaction gas mixture used in the first reaction step (from propylene to acrolein) is the reaction gas B produced according to the invention. Regarding the remaining parameters (particularly with respect to the reactant loadings of the fixed catalyst bed and the fixed catalyst bed), the procedure is the same as in the example of the mentioned literature. When the procedure in the above-mentioned prior art example is in two stages and there is a secondary oxygen supply (secondary air supply in a less preferred manner in accordance with the invention) between the two reaction stages, the supply is carried out in an appropriate manner, The amount of oxygen molecules to acrolein in the packed gas mixture of the second reaction step is adjusted so as to correspond to the molar ratio of the embodiments of the mentioned reference.

유리하게는 본 발명에 따라, 반응 구역 B 중의 산소 양은 생성물 가스 B가 여전히 비전환 산소 분자를 포함하도록 하는 양이다 (적절하게는 0.5 이상 내지 6 부피%, 유리하게는 1 내지 5 부피%, 바람직하게는 2 내지 4 부피%). 2-단계 절차의 경우, 상기는 두 산화 단계의 각각에 적용된다.Advantageously, according to the invention, the amount of oxygen in reaction zone B is such that product gas B still contains non-converting oxygen molecules (suitably from 0.5 to 6 vol%, advantageously from 1 to 5 vol% 2 to 4% by volume). For a two-step procedure, this applies to each of the two oxidation steps.

특정 산화 단계에 특히 적합한 다금속 산화물 촉매는 이전에 여러 차례 기재되어 왔고 당업자에게 널리 공지되어 있다. 예를 들어, EP-A 253 409는 5쪽에 상응하는 미국 특허를 나타낸다.Multimetal oxide catalysts particularly suited for particular oxidation steps have been described several times in the past and are well known to those skilled in the art. For example, EP-A 253 409 represents a US patent corresponding to page 5.

특정 산화 단계에 바람직한 촉매는 또한 DE-A 44 31 957, DE-A 10 2004 025 445 및 DE-A 44 31 949에 개시되어 있다. 이는 특히 상기 2개의 문헌에서 화학식 I의 촉매에 적용된다. 특정 산화 단계에 특히 유리한 촉매는 DE-A 103 25 488, DE-A 103 25 487, DE-A 103 53 954, DE-A 103 44 149, DE-A 103 51 269, DE-A 103 50 812 및 DE-A 103 50 822에 개시되어 있다.Preferred catalysts for certain oxidation steps are also disclosed in DE-A 44 31 957, DE-A 10 2004 025 445 and DE-A 44 31 949. This applies in particular to the catalysts of the formula (I) in the above two references. Particularly advantageous catalysts for certain oxidation steps are described in DE-A 103 25 488, DE-A 103 25 487, DE-A 103 53 954, DE-A 103 44 149, DE-A 103 51 269, DE-A 103 50 822.

아크롤레인 또는 아크릴산 또는 이의 혼합물로의 프로필렌의 불균질 촉매화 가스상 부분 산화를 위한 본 발명의 반응 단계에서, 유용한 다금속 산화물 조성물은 원칙적으로 활성 조성물로서 Mo, Bi 및 Fe를 포함하는 모든 다금속 산화물 조성물이다.In heterogeneously catalyzed catalytic gas phase partial oxidation of propylene to acrolein or acrylic acid or mixtures thereof, the useful multimetal oxide compositions are essentially all multimetal oxide compositions comprising Mo, Bi and Fe as the active composition to be.

이들은 특히 DE-A 199 55 176의 화학식 I의 다금속 산화물 활성 조성물, DE-A 199 48 523의 화학식 I의 다금속 산화물 활성 조성물, DE-A 101 01 695의 화학식 I, II 및 III의 다금속 산화물 활성 조성물, DE-A 199 48 248의 화학식 I, II 및 III의 다금속 산화물 활성 조성물, 및 DE-A 199 55 168의 화학식 I, II 및 III의 다금속 산화물 활성 조성물, 및 또한 EP-A 700 714에 특정된 다금속 산화물 활성 조성물이다.These include in particular the multimetal oxide active composition of formula I of DE-A 199 55 176, the multimetal oxide active composition of formula I of DE-A 199 48 523, the multimetal oxide active composition of formula I, II and III of DE-A 101 01 695 An oxide active composition, a multimetal oxide active composition of formulas I, II and III of DE-A 199 48 248 and a multimetal oxide active composition of formulas I, II and III of DE-A 199 55 168, 700 714. < / RTI >

또한, 조사 개시문헌 제497012호 (2005년 8월 29일) (부주의하게, 이의 실시예에서, 비표면적이 동일한 수치를 가지면서 올바른 m2/g 대신에 cm2/g로 잘못 기록됨), DE-A 100 46 957, DE-A 100 63 162, DE-C 3 338 380, DE-A 199 02 562, EP-A 15 565, DE-C 2 380 765, EP-A 8 074 65, EP-A 27 93 74, DE-A 330 00 44, EP-A 575897, US-A 4438217, DE-A 19855913, WO 98/24746, DE-A 197 46 210 (화학식 II의 촉매), JP-A 91/294239, EP-A 293 224 및 EP-A 700 714에 개시된 Mo, Bi 및 Fe를 포함하는 다금속 산화물 촉매가 상기 반응 단계에 적합하다. 이는 특히 상기 문헌의 예시적 실시양태에 적용되며, 이들 중 EP-A 15 565, EP-A 575 897, DE-A 197 46 210 및 DE-A 198 55 913의 촉매가 특히 바람직하다. 이와 관련하여 EP-A 15 565의 실시예 1c 및 또한 상응하는 방식으로 제조되나 활성 조성물이 조성 Mo12Ni6.5Zn2Fe2Bi1P0.0065K0.06Ox·10 SiO2를 갖는 촉매가 특히 강조된다. 또한, 치수 5 mm×3 mm×2 mm (외경×높이×내경)의 비지지 중공 원통 촉매로서 DE-A 198 55 913으로부터의 일련 번호 3인 실시예 (화학량론식: Mo12Co7Fe3Bi0.6K0.08Si1.6Ox) 및 또한 DE-A 197 46 210의 실시예 1에 따른 비지지 다금속 산화물 II 촉매가 강조된다. 또한 US-A 4,438,217의 다금속 산화물 촉매를 언급해야 한다. 후자는 특히 이들 중공 원통의 치수가 5.5 mm×3 mm×3.5 mm, 또는 5 mm×2 mm×2 mm, 또는 5 mm×3 mm×2 mm, 또는 6 mm×3 mm×3 mm, 또는 7 mm×3 mm×4 mm (각각 외경×높이×내경)일 경우 적용된다. 이와 관련하여 추가로 가능한 촉매 형상은 압출물 (예를 들어 길이 7.7 mm 및 직경 7 mm; 또는 길이 6.4 mm 및 직경 5.7 mm)이다.Further, initiation Document No. 497 012 Lake (August 29, 2005) (inadvertently, in its embodiment, the specific surface area while having the same value incorrectly written to the correct m 2 / g instead of in cm 2 / g), DE A 100 46 957, DE-A 100 63 162, DE-C 3 338 380, DE-A 199 02 562, EP-A 15 565, DE-C 2 380 765, EP- 2793 74, DE-A 330 00 44, EP-A 575897, US-A 4438217, DE-A 19855913, WO 98/24746, DE-A 197 46 210 (catalyst of formula II), JP-A 91/294239 , EP-A 293 224, and Mo-Bi and Fe disclosed in EP-A 700 714 are suitable for this reaction step. This applies in particular to the exemplary embodiments of the document, of which catalysts of EP-A 15 565, EP-A 575 897, DE-A 197 46 210 and DE-A 198 55 913 are particularly preferred. In this regard, it has been found that catalysts prepared according to Example 1c of EP-A 15 565 and also correspondingly, but having an active composition of the composition Mo 12 Ni 6.5 Zn 2 Fe 2 Bi 1 P 0.0065 K 0.06 O x .10 SiO 2 , do. In addition, as an unsupported hollow cylindrical catalyst having dimensions of 5 mm x 3 mm x 2 mm (outer diameter x height x inner diameter), an example of serial number 3 from DE-A 198 55 913 (stoichiometric formula: Mo 12 Co 7 Fe 3 Bi 0.6 K 0.08 Si 1.6 O x ) and also an unsupported multimetal oxide II catalyst according to Example 1 of DE-A 197 46 210. It is also necessary to mention the multimetal oxide catalysts of US-A 4,438,217. In the latter case, the dimensions of these hollow cylinders are 5.5 mm x 3 mm x 3.5 mm, or 5 mm x 2 mm x 2 mm, or 5 mm x 3 mm x 2 mm, or 6 mm x 3 mm x 3 mm, or 7 mm x 3 mm x 4 mm (each of outer diameter x height x inner diameter). Additional possible catalyst configurations in this regard are extrudates (e.g., 7.7 mm in length and 7 mm in diameter; or 6.4 mm in length and 5.7 mm in diameter).

프로필렌으로부터 아크롤레인 및 적절한 경우 아크릴산으로의 단계에 적합한 다수의 다금속 산화물 활성 조성물은 하기 화학식 IV에 포함될 수 있다.A number of multimetal oxide active compositions suitable for the step from propylene to acrolein and, if appropriate, to acrylic acid, may be included in the following formula (IV).

Mo12BiaFebX1 cX2 dX3 eX4 fOn Mo 12 Bi a Fe b X 1 c X 2 d X 3 e X 4 f O n

변수는 각각 하기와 같이 정의됨:The variables are defined as follows:

X1 = 니켈 및/또는 코발트,X 1 = nickel and / or cobalt,

X2 = 탈륨, 알칼리 금속 및/또는 알칼리 토금속,X 2 = thallium, an alkali metal and / or an alkaline earth metal,

X3 = 아연, 인, 비소, 붕소, 안티몬, 주석, 세륨, 납 및/또는 텅스텐,X 3 = zinc, phosphorus, arsenic, boron, antimony, tin, cerium, lead and / or tungsten,

X4 = 규소, 알루미늄, 티타늄 및/또는 지르코늄,X 4 = silicon, aluminum, titanium and / or zirconium,

a = 0.5 내지 5,a = 0.5 to 5,

b = 0.01 내지 5, 바람직하게는 2 내지 4,b = 0.01 to 5, preferably 2 to 4,

c = 0 내지 10, 바람직하게는 3 내지 10,c = 0 to 10, preferably 3 to 10,

d = 0 내지 2, 바람직하게는 0.02 내지 2,d = 0 to 2, preferably 0.02 to 2,

e = 0 내지 8, 바람직하게는 0 내지 5,e = 0 to 8, preferably 0 to 5,

f = 0 내지 10 및f = 0 to 10 and

n = 화학식 IV에서 산소 이외의 원소의 원자가 및 빈도에 의해서 결정되는 수이다.n = number determined by valency and frequency of elements other than oxygen in formula IV.

이들은 그 자체로 공지된 방식 (예를 들어 DE-A 4 023 239 참조)으로 얻을 수 있고, 통상적으로 성형되어 실질적으로 구, 환 또는 원통을 제공하거나 또는 코팅된 촉매의 형태, 즉 활성 조성물로 코팅된 예비성형 불활성 지지체로 사용된다. 이들은 물론 (예를 들어 유동층 반응기에서) 분말 형태의 촉매로서 사용될 수도 있다.They can be obtained in a manner known per se (see, for example, DE-A 4 023 239) and are usually shaped to provide substantially spheres, rings or cylinders, or in the form of coated catalysts, Lt; RTI ID = 0.0 > inert < / RTI > These may, of course, also be used as catalysts in powder form (for example in fluid bed reactors).

원칙적으로, 화학식 IV의 활성 조성물은 이들 원소 성분의 적합한 공급원으로부터 그들의 화학량론식에 상응하는 조성을 갖는, 매우 긴밀한, 바람직하게는 미분된 건조 혼합물을 수득하고 이들을 350 내지 650℃의 온도로 하소함으로써 단순한 방식으로 제조될 수 있다. 하소는 불활성 가스 또는 산화 분위기, 예를 들어 공기 (불활성 가스와 산소의 혼합물) 하에서 및 또한 환원 분위기 (예를 들어 불활성 가스, NH3, CO 및/또는 H2의 혼합물) 하에서 수행될 수 있다. 하소 시간은 수분 내지 수시간일 수 있고, 전형적으로 온도와 함께 감소한다. 다금속 산화물 활성 조성물 IV의 원소 성분에 유용한 공급원은 이미 산화물인 화합물 및/또는 적어도 산소의 존재 하에 가열에 의해서 산화물로 전환될 수 있는 화합물이다. In principle, the active composition of formula (IV) can be prepared in a simple manner by obtaining a very tight, preferably finely divided, dry mixture having a composition corresponding to their stoichiometric formula from a suitable source of these element components and calcining them at a temperature of from 350 to 650 ° C. ≪ / RTI > Calcination may be carried out under an inert gas or an oxidizing atmosphere, for example air (a mixture of inert gas and oxygen) and also in a reducing atmosphere (e.g. a mixture of inert gas, NH 3 , CO and / or H 2 ). The calcination time can be from minutes to hours, and typically decreases with temperature. A useful source for the elemental constituents of the multi-metal oxide active composition IV is a compound which is already an oxide and / or a compound which can be converted into an oxide by heating in the presence of at least oxygen.

산화물 이외에, 이러한 유용한 출발 화합물은 특히 할라이드, 니트레이트, 포르메이트, 옥살레이트, 시트레이트, 아세테이트, 카르보네이트, 아민 착물, 암모늄염 및/또는 히드록시드를 포함한다 (분해되고/되거나 늦어도 이후 하소시 분해되어 가스 형태로 방출되는 화합물을 제공할 수 있는 NH4OH, (NH4)2CO3, NH4NO3, NH4CHO2, CH3COOH, NH4CH3CO2 및/또는 암모늄 옥살레이트와 같은 화합물이 추가로 긴밀한 건조 혼합물에 혼입될 수 있음).In addition to the oxides, such useful starting compounds include in particular halides, nitrates, formates, oxalates, citrates, acetates, carbonates, amine complexes, ammonium salts and / or hydroxides (which are decomposed and / NH 4 OH, (NH 4 ) 2 CO 3 , NH 4 NO 3 , NH 4 CHO 2 , CH 3 COOH, NH 4 CH 3 CO 2 and / or ammonium Compounds such as oxalate may be further incorporated into the intimate dry mix).

다금속 산화물 활성 조성물 IV를 제조하기 위한 출발 화합물은 건조 또는 습윤 형태로 긴밀하게 혼합될 수 있다. 이들이 건조 형태로 혼합될 경우, 출발 화합물은 미분된 분말로서 적절하게 사용되고, 혼합 및 임의적 압축 후 하소된다. 그러나, 습윤 형태로 긴밀하게 혼합하는 것이 바람직하다. 전형적으로, 출발 화합물은 서로 수용액 및/또는 수성 현탁액의 형태로 혼합된다. 특히 긴밀한 건조 혼합물은 출발 물질이 배타적으로 용해 형태의 원소 성분의 공급원일 경우 기재된 혼합 방법에서 얻어진다. 사용된 용매는 바람직하게는 물이다. 이후, 얻어진 수성 조성물은 건조되고, 건조 공정은 바람직하게는 출구 온도 100 내지 150℃에서 수성 혼합물을 분무 건조시킴으로써 수행된다.The starting compounds for preparing the multimetal oxide active composition IV may be intimately mixed in a dry or wet form. When they are mixed in dry form, the starting compounds are suitably used as finely divided powders and are calcined after mixing and optionally compressing. However, it is preferable to intimately mix in wet form. Typically, the starting compounds are mixed together in the form of an aqueous solution and / or an aqueous suspension. A particularly intimate dry mixture is obtained in the described mixing method when the starting material is the source of the elemental constituents in the exclusively dissolved form. The solvent used is preferably water. Thereafter, the obtained aqueous composition is dried, and the drying step is preferably carried out by spray-drying the aqueous mixture at an outlet temperature of 100 to 150 ° C.

화학식 IV의 다금속 산화물 활성 조성물은 분말 형태 또는 특정 촉매 형상으로 성형되어 "프로필렌 → 아크롤레인 (및 적절한 경우 아크릴산)" 단계에 사용될 수 있고, 성형은 최종 하소 전 또는 후에 수행될 수 있다. 예를 들어, 활성 조성물 또는 이의 하소되지 않은 및/또는 부분적으로 하소된 전구체 조성물의 분말 형태로부터 (예를 들어 타정 또는 압출에 의해서) 적절한 경우 보조제, 예를 들어 윤활제로서 흑연 또는 스테아르산 및/또는 성형 보조제 및 보강제, 예를 들어 유리의 미세섬유, 석면, 탄화규소 또는 티탄칼륨을 첨가하여 목적하는 촉매 형상으로 압축함으로써 비지지 촉매를 제조할 수 있다. 흑연 대신에, 또한 DE-A 10 2005 037 678에 권고된 바와 같이 성형시 보조제로서 육방형 붕소 질소화물 사용할 수도 있다. 적합한 비지지 촉매 형상의 예는 외경 및 길이가 2 내지 10 mm인 고형 원통 또는 중공 원통를 포함한다. 중공 원통의 경우, 1 내지 3 mm의 벽 두께가 유리하다. 비지지 촉매는 물론 구형일 수도 있고, 구 직경은 2 내지 10 mm일 수 있다. 특히 바람직한 중공 원통 형상은 특히 비지지 촉매의 경우 5 mm×3 mm×2 mm (외경×길이×내경)이다.The multimetal oxide active composition of formula (IV) can be formed in powder form or in the form of a particular catalyst and used in the "propylene to acrolein (and if appropriate acrylic acid)" step, and the molding can be carried out before or after the final calcination. For example, from the powder form of the active composition or its uncalcined and / or partially calcined precursor composition (for example by tableting or extrusion), as appropriate, auxiliary agents such as graphite or stearic acid as lubricant and / Unsupported catalysts can be prepared by adding molding aids and reinforcing agents, for example microfibers of glass, asbestos, silicon carbide or titanium potassium, to the desired catalyst geometry. Instead of graphite, it is also possible to use hexavalent boron nitride as auxiliary in molding, as recommended in DE-A 10 2005 037 678. Examples of suitable unsupported catalyst shapes include solid cylinders or hollow cylinders having an outer diameter and a length of 2 to 10 mm. For hollow cylinders, a wall thickness of 1 to 3 mm is advantageous. The unsupported catalyst may, of course, be spherical, and the spherical diameter may be between 2 and 10 mm. A particularly preferred hollow cylindrical shape is 5 mm x 3 mm x 2 mm (outer diameter x length x inner diameter), particularly for unsupported catalysts.

이미 하소되고/되거나 부분적으로 하소된 분말 활성 조성물 또는 분말 전구체 조성물은 물론 예비성형 불활성 촉매 지지체에 적용함으로써 성형될 수도 있다. 코팅된 촉매를 제조하는 지지체의 코팅은 일반적으로, 예를 들어 DE-A 29 09 671, EP-A 293 859 또는 EP-A 714 700에 개시되어 있는 적합한 회전성 용기에서 수행된다. 지지체를 코팅하기 위해서, 적용된 분말 조성물은 적절하게 습윤되고 적용 후 예를 들어 온풍으로 재건조된다. 지지체에 적용된 분말 조성물의 코팅 두께는 10 내지 1000 μm, 바람직하게는 50 내지 500 μm, 더 바람직하게는 150 내지 250 μm의 범위 내에서 적절하게 선택된다.The powdered active composition or powder precursor composition that has already been calcined and / or partially calcined may, of course, be formed by applying it to a preformed inert catalyst support. The coating of the support on which the coated catalyst is prepared is generally carried out in a suitable rotatable vessel, for example as disclosed in DE-A 29 09 671, EP-A 293 859 or EP-A 714 700. To coat the support, the applied powder composition is suitably wetted and re-dried after application, e.g., with hot air. The coating thickness of the powder composition applied to the support is appropriately selected within the range of 10 to 1000 占 퐉, preferably 50 to 500 占 퐉, more preferably 150 to 250 占 퐉.

유용한 지지체 물질은 통상적인 다공성 또는 비다공성 산화알루미늄, 이산화규소, 이산화토륨, 이산화지르코늄, 탄화규소 또는 실리케이트, 예를 들어 마그네슘 실리케이트 또는 알루미늄 실리케이트이다. 이들은 일반적으로 본 발명에 따른 방법이 기초로 하는 표적 반응에 대해 실질적으로 불활성으로 거동한다. 상당한 표면 거칠기를 갖는 정형화된 지지체, 예를 들어 구 또는 중공 원통이 바람직하지만, 지지체는 규칙적 또는 불규칙적 형상일 수 있다. 적합한 지지체는 동석으로 제조되고 직경이 1 내지 10 mm 또는 8 mm, 바람직하게는 4 내지 5 mm인 실질적으로 비다공성이며 표면이 거칠게된 구형 지지체이다. 그러나, 적합한 지지체는 또한 길이가 2 내지 10 mm이고 외경이 4 내지 10 mm인 원통이다. 지지체로서 본 발명에 따라 적합한 환의 경우, 벽 두께는 또한 전형적으로 1 내지 4 mm이다. 본 발명에 따라 바람직하게 사용되는 환형 지지체는 길이가 2 내지 6 mm이고, 외경이 4 내지 8 mm이고, 벽 두께가 1 내지 2 mm이다. 본 발명에 따라 적합한 지지체는 특히 치수 7 mm×3 mm×4 mm (외경×길이×내경)의 환이다. 지지체의 표면에 적용될 촉매 활성 산화물 조성물의 미세도는 물론 목적하는 코팅 두께에 따라 조정된다 (EP-A 714 700 참조).Useful support materials include conventional porous or nonporous aluminum oxide, silicon dioxide, thorium dioxide, zirconium dioxide, silicon carbide or silicates, such as magnesium silicate or aluminum silicate. They generally behave substantially inert to the target reaction on which the process according to the invention is based. A shaped support, such as a spherical or hollow cylinder, with significant surface roughness is preferred, but the support may be regular or irregular in shape. Suitable supports are spherical supports made of soap and having a substantially non-porous surface roughness of 1 to 10 mm or 8 mm, preferably 4 to 5 mm in diameter. However, a suitable support is also a cylinder having a length of 2 to 10 mm and an outer diameter of 4 to 10 mm. For suitable rings according to the invention as support, the wall thickness is also typically from 1 to 4 mm. The annular support preferably used according to the present invention has a length of 2 to 6 mm, an outer diameter of 4 to 8 mm and a wall thickness of 1 to 2 mm. A suitable support according to the invention is a ring of dimensions of 7 mm x 3 mm x 4 mm (outer diameter x length x inner diameter). The fineness of the catalytically active oxide composition to be applied to the surface of the support is of course adjusted according to the desired coating thickness (cf. EP-A 714 700).

프로필렌으로부터 아크롤레인 (및 적절한 경우 아크릴산)의 단계에 사용될 다금속 산화물 활성 조성물은 또한 하기 화학식 V의 조성물이다.The multimetal oxide active composition to be used in the step of propylene to acrolein (and, if appropriate, acrylic acid) is also a composition of formula V:

[Y1 a'Y2 b'Ox']p[Y3 c'Y4 d'Y5 e'Y6 f'Y7 g'Y2 h'Oy']q [Y 1 a ' Y 2 b' O x ' ] p [Y 3 c' Y 4 d ' Y 5 e' Y 6 f ' Y 7 g' Y 2 h ' O y' ] q

변수는 각각 하기와 같이 정의되며:The variables are defined as follows:

(Y1 = 단지 비스무트 또는 비스무트와 텔루륨, 안티몬, 주석 및 구리 원소 중 하나 이상,(Y 1 = only bismuth or bismuth and at least one of tellurium, antimony, tin and copper elements,

Y2 = 몰리브덴, 또는 텅스텐, 또는 몰리브덴과 텅스텐,Y 2 = molybdenum, or tungsten, or molybdenum and tungsten,

Y3 = 알칼리 금속, 탈륨 및/또는 사마륨,Y 3 = alkali metal, thallium and / or samarium,

Y4 = 알칼리 토금속, 니켈, 코발트, 구리, 망간, 아연, 주석, 카드뮴 및/또는 수은,Y 4 = alkaline earth metal, nickel, cobalt, copper, manganese, zinc, tin, cadmium and /

Y5 = 철 또는 철과 크롬 및 세륨 원소 중 하나 이상,Y 5 = at least one of iron or iron and chromium and cerium elements,

Y6 = 인, 비소, 붕소 및/또는 안티몬,Y 6 = phosphorus, arsenic, boron and / or antimony,

Y7 = 희토류 금속, 티타늄, 지르코늄, 니오븀, 탄탈, 레늄, 루테늄, 로듐, 은, 금, 알루미늄, 갈륨, 인듐, 규소, 게르마늄, 납, 토륨 및/또는 우라늄,Y 7 = rare earth metal, titanium, zirconium, niobium, tantalum, rhenium, ruthenium, rhodium, silver, gold, aluminum, gallium, indium, silicon, germanium, lead, thorium and /

a' = 0.01 내지 8,a '= 0.01 to 8,

b' = 0.1 내지 30,b '= 0.1 to 30,

c' = 0 내지 4,c '= 0 to 4,

d' = 0 내지 20,d '= 0 to 20,

e' = 0 초과 내지 20,e '= 0 to 20,

f' = 0 내지 6, f '= 0 to 6,

g' = 0 내지 15,g '= 0 to 15,

h' = 8 내지 16,h '= 8 to 16,

x', y' = 화학식 V에서 산소 이외의 원소의 원자가 및 빈도에 의해서 결정되는 수, 및x ', y' = number determined by valence and frequency of elements other than oxygen in formula V, and

p,q = p/q 비가 0.1 내지 10인 수)p, q = p / q ratio of 0.1 to 10)

국부적 환경과 상이한 조성으로 인해 국부적 환경과 경계를 가지며, 최대 직경 (영역의 중심을 통과하며 영역의 표면 (계면) 상의 두 점을 연결하는 최장 직선)이 1 nm 내지 100 μm, 종종 10 nm 내지 500 nm, 또는 1 μm 내지 50 또는 25 μm인 화학 조성 Y1 a'Y2 b'Ox'의 3차원 영역을 포함한다.(The longest straight line connecting the two points on the surface (interface) of the region passing through the center of the region) of 1 nm to 100 μm, often 10 nm to 500 nm, or a three-dimensional region of chemical composition Y 1 a ' Y 2 b' O x ' of 1 μm to 50 or 25 μm.

특히 유리한 본 발명에 적합한 다금속 산화물 조성물 V는 Y1이 단지 비스무트인 조성물이다.A particularly advantageous multimetal oxide composition V according to the invention is a composition wherein Y < 1 > is simply bismuth.

이들 중, 하기 화학식 VI의 조성물이 바람직하다.Among them, a composition represented by the following formula (VI) is preferred.

[Bia"Z2 b"Ox"]p" [Z2 12Z3 c"Z4 d"Fee"Z5 f"Z6 g"Z7 h"Oy"]q" [Bi a "Z 2 b" O x "] p" [Z 2 12 Z 3 c "Z 4 d" Fe e "Z 5 f" Z 6 g "Z 7 h" O y "] q"

변수는 각각 하기와 같이 정의됨:The variables are defined as follows:

Z2 = 몰리브덴, 또는 텅스텐, 또는 몰리브덴과 텅스텐,Z 2 = molybdenum, or tungsten, or molybdenum and tungsten,

Z3 = 니켈 및/또는 코발트,Z 3 = nickel and / or cobalt,

Z4 = 탈륨, 알칼리 금속 및/또는 알칼리 토금속,Z 4 = thallium, an alkali metal and / or an alkaline earth metal,

Z5 = 인, 비소, 붕소, 안티몬, 주석, 세륨 및/또는 납,Z 5 = phosphorus, arsenic, boron, antimony, tin, cerium and / or lead,

Z6 = 규소, 알루미늄, 티타늄 및/또는 지르코늄,Z 6 = silicon, aluminum, titanium and / or zirconium,

Z7 = 구리, 은 및/또는 금,Z 7 = Copper, silver and / or gold,

a" = 0.1 내지 1,a "= 0.1 to 1,

b" = 0.2 내지 2,b "= 0.2 to 2,

c" = 3 내지 10,c "= 3 to 10,

d" = 0.02 내지 2,d "= 0.02 to 2,

e" = 0.01 내지 5, 바람직하게는 0.1 내지 3,e "= 0.01 to 5, preferably 0.1 to 3,

f" = 0 내지 5, f "= 0 to 5,

g" = 0 내지 10,g "= 0 to 10,

h" = 0 내지 1,h "= 0 to 1,

x",y" = 화학식 VI에 산소 이외의 원소의 원자가 및 빈도에 의해서 결정되는 수,x ", y "= number determined by the valence and frequency of elements other than oxygen in formula (VI)

p",q" = p"/q" 비율이 0.1 내지 5, 바람직하게는 0.5 내지 2인 수이다.quot; p ", q "= p" / q "is 0.1 to 5, preferably 0.5 to 2.

Z2 b" = (텅스텐)b" 및 Z2 12 = (몰리브덴)12인 조성물 VI가 매우 특히 바람직하다.Very particularly preferred is composition VI wherein Z 2 b " = (tungsten) b" and Z 2 12 = (molybdenum) 12 .

또한, 본 발명에 따라 적합한 다금속 산화물 조성물 V (다금속 산화물 조성물 VI)에서 본 발명에 따라 적합한 다금속 산화물 조성물 V (다금속 산화물 조성물 VI)의 [Y1 a'Y2 b'Ox']p ([Bia"Z2 b"Ox"]p")의 전체 비율의 25 몰% 이상 (바람직하게는 50 몰% 이상, 더 바람직하게는 100 몰% 이상)이 이의 국부적 환경과 상이한 화학 조성으로 인해 이의 국부적 환경과 경계를 갖는 화학 조성 Y1 a'Y2 b'Ox' [Bia"Z2 b"Ox"]의 3차원 영역의 형태이고, 이의 최대 직경이 1 nm 내지 100 μm일 경우 유리하다.[Y 1 a ' Y 2 b' O x ' ) of a suitable multimetal oxide composition V (multimetal oxide composition VI) according to the present invention in a suitable multimetal oxide composition V (multimetal oxide composition VI) (preferably 50 mol% or more, and more preferably 100 mol% or more) of the total proportion of [ p ] ([Bi a " Z 2 b" O x " ] p" It is in the form of a three-dimensional region of the chemical composition Y 1 a ' Y 2 b' O x ' [Bi a " Z 2 b" O x " ] which has a boundary with its local environment due to its chemical composition, To 100 [mu] m.

성형에 있어서, 다금속 산화물 조성물 IV 촉매에 대한 언급을 다금속 산화물 조성물 V 촉매에 적용한다.In molding, the reference to the multimetal oxide composition IV catalyst is applied to the multimetal oxide composition V catalyst.

다금속 산화물 활성 조성물 V의 제조는 예를 들어 EP-A 575 897 및 또한 DE-A 198 55 913에 기재되어 있다.The preparation of the multimetal oxide active composition V is described, for example, in EP-A 575 897 and also in DE-A 198 55 913.

상기 권고된 불활성 지지체 물질은 또한 희석 및/또는 적절한 고정 촉매층의 경계를 위한 불활성 물질로서 또는 그들을 보호하고/하거나 가스 혼합물을 가열하는 상류층으로서 특히 유용하다.The recommended inert support material is also particularly useful as an inert material for the dilution and / or boundary of a suitable fixed catalyst bed, or as an upstream layer protecting them and / or heating the gas mixture.

제2 단계 (제2 반응 단계)의 경우, 아크릴산으로의 아크롤레인의 불균질 촉매화 가스상 부분 산화에 요구되는 촉매에 유용한 활성 조성물은 상기한 바와 같이 원칙적으로 Mo 및 V를 포함하는 모든 다금속 산화물 조성물, 예를 들어 DE-A 100 46 928의 조성물이다.In the case of the second step (second reaction step), the active composition useful for catalysts required for heterogeneously catalyzed gaseous partial oxidation of acrolein to acrylic acid is, as described above, in principle, all multimetal oxide compositions comprising Mo and V , For example DE-A 100 46 928.

다수의 조성물, 예를 들어 DE-A 198 15 281의 조성물이 하기 화학식 VII에 포함될 수 있다. A number of compositions, for example a composition of DE-A 198 15 281, may be included in formula VII below.

Mo12VaX1 bX2 cX3 dX4 eX5 fX6 gOn Mo 12 V a X 1 b X 2 c X 3 d X 4 e X 5 f X 6 g O n

변수는 각각 하기와 같이 정의됨:The variables are defined as follows:

X1 = W, Nb, Ta, Cr 및/또는 Ce,X 1 = W, Nb, Ta, Cr and / or Ce,

X2 = Cu, Ni, Co, Fe, Mn 및/또는 Zn,X 2 = Cu, Ni, Co, Fe, Mn and / or Zn,

X3 = Sb 및/또는 Bi,X 3 = Sb and / or Bi,

X4 = 1종 이상의 알칼리 금속,X 4 = at least one alkali metal,

X5 = 1종 이상의 알칼리 토금속,X 5 = at least one alkaline earth metal,

X6 = Si, Al, Ti 및/또는 Zr,X 6 = Si, Al, Ti and / or Zr,

a = 1 내지 6,a = 1 to 6,

b = 0.2 내지 4,b = 0.2 to 4,

c = 0.5 내지 18,c = 0.5 to 18,

d = 0 내지 40,d = 0 to 40,

e = 0 내지 2,e = 0 to 2,

f = 0 내지 4,f = 0 to 4,

g = 0 내지 40, 및g = 0 to 40, and

n = 화학식 VII에서 산소 이외의 원소의 원자가 및 빈도에 의해서 결정되는 수이다.n = number determined by valency and frequency of elements other than oxygen in formula (VII).

활성 다금속 산화물 VII 중 본 발명에 따라 바람직한 실시양태는 화학식 VII의 변수가 하기 정의에 포함되는 것이다:Preferred embodiments of the active polymetal oxide VII according to the present invention are those wherein the variables of formula VII are included in the definition:

X1 = W, Nb 및/또는 Cr,X 1 = W, Nb and / or Cr,

X2 = Cu, Ni, Co 및/또는 Fe,X 2 = Cu, Ni, Co and / or Fe,

X3 = Sb,X 3 = Sb,

X4 = Na 및/또는 K,X 4 = Na and / or K,

X5 = Ca, Sr 및/또는 Ba,X 5 = Ca, Sr and / or Ba,

X6 = Si, Al 및/또는 Ti,X 6 = Si, Al and / or Ti,

a = 1.5 내지 5,a = 1.5 to 5,

b = 0.5 내지 2,b = 0.5 to 2,

c = 0.5 내지 3,c = 0.5 to 3,

d = 0 내지 2,d = 0 to 2,

e = 0 내지 0.2,e = 0 to 0.2,

f = 0 내지 1, 및f = 0 to 1, and

n = 화학식 VII에서 산소 이외의 원소의 원자가 및 빈도에 의해서 결정되는 수이다.n = number determined by valency and frequency of elements other than oxygen in formula (VII).

그러나, 본 발명에 따라 매우 특히 바람직한 다금속 산화물 VII은 하기 화학식 VIII의 산화물이다.However, a very particularly preferred multimetal oxide VII according to the present invention is an oxide of the following formula VIII.

Mo12Va'Y1 b'Y2 c'Y5 f'Y6 g'On' Mo 12 V a ' Y 1 b' Y 2 c ' Y 5 f' Y 6 g'O n '

상기 식에서,In this formula,

Y1 = W 및/또는 Nb,Y 1 = W and / or Nb,

Y2 = Cu 및/또는 Ni,Y 2 = Cu and / or Ni,

Y5 = Ca 및/또는 Sr,Y 5 = Ca and / or Sr,

Y6 = Si 및/또는 Al,Y 6 = Si and / or Al,

a' = 2 내지 4,a '= 2 to 4,

b' = 1 내지 1.5,b '= 1 to 1.5,

c' = 1 내지 3,c '= 1 to 3,

f' = 0 내지 0.5f '= 0 to 0.5

g' = 0 내지 8, 및g '= 0 to 8, and

n' = 화학식 VIII에서 산소 이외의 원소의 원자가 및 빈도에 의해서 결정되 는 수이다.n '= number determined by valency and frequency of elements other than oxygen in formula VIII.

본 발명에 따라 적합한 다금속 산화물 활성 조성물 VII은 예를 들어 DE-A 43 35 973 또는 EP-A 714 700에 개시되어 있는, 공지된 방식 그 자체로 얻을 수 있다.A suitable multimetal oxide active composition VII according to the invention can be obtained in a manner known per se, for example as disclosed in DE-A 43 35 973 or EP-A 714 700.

원칙적으로, "아크롤레인 → 아크릴산" 단계에 적합한 다금속 산화물 활성 조성물, 특히 화학식 VII의 조성물은, 그들의 원소 성분의 적합한 공급원으로부터 그들의 화학량론에 상응하는 조성을 갖는 매우 긴밀한, 바람직하게는 미분된 건조 혼합물을 얻고 이를 350 내지 600℃의 온도에서 하소시킴으로써 단순한 방식으로 제조될 수 있다. 하소는 불활성 가스 또는 산화 분위기, 예를 들어 공기 (불활성 가스와 산소의 혼합물) 하에서 및 또한 환원 분위기 (예를 들어 불활성 가스와 환원 가스, 예를 들어 H2, NH3, CO, 메탄 및/또는 아크롤레인 또는 그 자체로 언급된 환원 가스의 혼합물) 하에서 수행될 수 있다. 하소 시간은 수분에서 수시간일 수 있고, 전형적으로 온도에 따라 감소한다. 다금속 산화물 활성 조성물 VII의 원소 성분에 유용한 공급원은 이미 산화물인 화합물 및/또는 적어도 산소의 존재 하에 가열에 의해서 산화물로 전환될 수 있는 화합물을 포함한다. In principle, a multimetal oxide active composition suitable for the "acrolein to acrylic acid" step, in particular a composition of formula VII, can be prepared from a suitable source of their elemental components by a very intimate, preferably finely divided, dry mixture having a composition corresponding to their stoichiometry And calcining it at a temperature of from 350 to 600 < 0 > C. The calcination may be carried out under an inert gas or an oxidizing atmosphere, for example air (mixture of inert gas and oxygen) and also in a reducing atmosphere (for example inert gas and reducing gas such as H 2 , NH 3 , CO, methane and / Acrolein or a mixture of reducing gases as such). The calcination time can be from several minutes to several hours, and typically decreases with temperature. A useful source for the elemental constituents of the multimetal oxide active composition VII comprises compounds which are already oxides and / or compounds which can be converted into oxides by heating in the presence of at least oxygen.

다금속 산화물 조성물 VII의 제조를 위한 출발 화합물은 건조 또는 습윤 형태로 긴밀하게 혼합될 수 있다. 이들이 건조 형태로 혼합될 경우, 출발 화합물은 미분된 분말의 형태로 적절하게 사용되고, 혼합 및 적절한 경우 압축 후 하소된다. 그러나, 습윤 형태로 긴밀하게 혼합하는 것이 바람직하다.The starting compounds for the preparation of the multimetal oxide composition VII can be intimately mixed in dry or wet form. When they are mixed in dry form, the starting compounds are suitably used in the form of finely divided powders, mixed and, where appropriate, calcined after compression. However, it is preferable to intimately mix in wet form.

이는 전형적으로 수용액 및/또는 수성 현탁액의 형태로 출발 화합물을 서로 혼합함으로써 수행된다. 특히 긴밀한 건조 혼합물은 출발 물질이 배타적으로 용해 형태의 원소 성분의 공급원일 경우 기재된 혼합 방법으로 얻어진다. 사용된 용매는 바람직하게는 물이다. 이후, 얻어진 수성 조성물은 건조되고, 건조 공정은 출구 온도 100 내지 150℃에서 수성 혼합물을 분무 건조시킴으로써 바람직하게 수행된다.This is typically done by mixing the starting compounds together in the form of aqueous solutions and / or aqueous suspensions. A particularly intimate dry mixture is obtained by the described mixing method when the starting material is exclusively the source of the elemental constituents in dissolved form. The solvent used is preferably water. Thereafter, the obtained aqueous composition is dried, and the drying step is preferably carried out by spray-drying the aqueous mixture at an outlet temperature of 100 to 150 ° C.

생성된 다금속 산화물 조성물, 특히 화학식 VII의 조성물은 분말 형태 (예를 들어 유동층 반응기에서) 또는 특정 촉매 형상으로 성형된 형태로 아크롤레인 산화에 사용될 수 있고, 성형은 최종 하소 전 또는 후에 수행될 수 있다. 예를 들어, 비지지 촉매는 활성 조성물 또는 이의 하소되지 않은 전구체 조성물의 분말 형태로부터 (예를 들어 타정 또는 압출에 의해서) 적절한 경우 보조제, 예를 들어 윤활제로서 흑연 또는 스테아르산 및/또는 성형 보조제 및 보강제, 예를 들어 유리의 미세섬유, 석면, 탄화규소 또는 티탄칼륨을 첨가하여 목적하는 촉매 형상으로 압축함으로써 비지지 촉매를 제조할 수 있다. 적합한 비지지 촉매 형상의 예는 외경 및 길이가 2 내지 10 mm인 고형 원통 또는 중공 원통이다. 중공 원통의 경우, 벽 두께는 1 내지 3 mm가 적절하다. 비지지 촉매는 물론 구형 형상을 가질 수도 있으며, 이 경우 구 직경은 2 내지 10 mm (예를 들어 8.2 mm 또는 5.1 mm)일 수 있다.The resulting multimetal oxide composition, in particular the composition of formula VII, can be used for acrolein oxidation in powder form (e.g. in a fluidized bed reactor) or in a form that is molded into a specific catalyst form, and the molding can be performed before or after the final calcination . For example, an unsupported catalyst can be prepared from the powder form of the active composition or its uncalcined precursor composition (e.g., by tableting or extrusion), if appropriate, with adjuvants such as graphite or stearic acid and / The unsupported catalyst can be prepared by adding a reinforcing agent, for example, fine fibers of glass, asbestos, silicon carbide or titanium potassium to the desired catalyst shape. Examples of suitable non-supported catalyst shapes are solid cylinders or hollow cylinders having an outer diameter and a length of 2 to 10 mm. In the case of a hollow cylinder, a wall thickness of 1 to 3 mm is suitable. The unsupported catalyst may, of course, have a spherical shape, in which case the sphere diameter may be between 2 and 10 mm (e.g. 8.2 or 5.1 mm).

하소될 분말 활성 조성물 또는 분말 전구체 조성물은 물론 예비성형 불활성 촉매 지지체에 적용함으로써 성형될 수도 있다. 코팅된 촉매를 제조하는 지지체의 코팅은 일반적으로, 예를 들어 DE-A 2 909 671, EP-A 293 859 또는 EP-A 714 700에 개시되어 있는 적합한 회전성 용기에서 수행된다.The powder active composition or powder precursor composition to be calcined may, of course, be formed by applying to a preformed inert catalyst support. The coating of the support on which the coated catalyst is prepared is generally carried out in a suitable rotatable vessel, for example as disclosed in DE-A 2 909 671, EP-A 293 859 or EP-A 714 700.

지지체를 코팅하기 위해서, 적용될 분말 조성물은 적절하게 습윤되고 적용 후 예를 들어 온풍으로 재건조된다. 지지체에 적용된 분말 조성물의 코팅 두께는 10 내지 1000 μm, 바람직하게는 50 내지 500 μm, 더 바람직하게는 150 내지 250 μm의 범위 내에서 적절하게 선택된다.To coat the support, the powder composition to be applied is suitably wetted and re-dried, for example, with hot air, after application. The coating thickness of the powder composition applied to the support is appropriately selected within the range of 10 to 1000 占 퐉, preferably 50 to 500 占 퐉, more preferably 150 to 250 占 퐉.

유용한 지지체 물질은 통상적인 다공성 또는 비다공성 산화알루미늄, 이산화규소, 이산화토륨, 이산화지르코늄, 탄화규소 또는 실리케이트, 예를 들어 마그네슘 실리케이트 또는 알루미늄 실리케이트이다. 상당한 표면 거칠기를 갖는 정형화된 지지체, 예를 들어 그릿 층을 갖는 구 또는 중공 원통이 바람직하지만, 지지체는 규칙적 또는 불규칙적 형상일 수 있다. 적합한 지지체는 동석으로 제조되고 직경이 1 내지 10 mm 또는 8 mm, 바람직하게는 4 내지 5 mm인 실질적으로 비다공성 조면화 구형 지지체를 포함한다. 즉, 적합한 구형은 직경이 8.2 mm 또는 5.1 mm일 수 있다. 그러나, 적합한 지지체는 또한 길이가 2 내지 10 mm이고 외경이 4 내지 10 mm인 원통을 포함한다. 지지체로서 환의 경우, 벽 두께는 또한 전형적으로 1 내지 4 mm이다. 바람직하게 사용되는 환형 지지체는 길이가 2 내지 6 mm이고, 외경이 4 내지 8 mm이고, 벽 두께가 1 내지 2 mm이다. 적합한 지지체는 또한 특히 치수 7 mm×3 mm×4 mm (외경×길이×내경)의 환이다. 지지체의 표면에 적용될 촉매 활성 산화물 조성물의 미세도는 물론 목적하는 코팅 두께에 따라 조정된다 (EP-A 714 700 참조).Useful support materials include conventional porous or nonporous aluminum oxide, silicon dioxide, thorium dioxide, zirconium dioxide, silicon carbide or silicates, such as magnesium silicate or aluminum silicate. A flat support having a significant surface roughness, for example a sphere or hollow cylinder with a grit layer, is preferred, but the support may be regular or irregular in shape. Suitable supports include substantially non-porous roughened spherical supports made of soap and having a diameter of 1 to 10 mm or 8 mm, preferably 4 to 5 mm. That is, the suitable spheres may be 8.2 mm or 5.1 mm in diameter. However, suitable supports also include a cylinder having a length of 2 to 10 mm and an outer diameter of 4 to 10 mm. In the case of a ring as a support, the wall thickness is also typically from 1 to 4 mm. The annular support which is preferably used has a length of 2 to 6 mm, an outer diameter of 4 to 8 mm and a wall thickness of 1 to 2 mm. A suitable support is also a ring of dimensions of 7 mm x 3 mm x 4 mm (outer diameter x length x inner diameter). The fineness of the catalytically active oxide composition to be applied to the surface of the support is of course adjusted according to the desired coating thickness (cf. EP-A 714 700).

"아크롤레인 → 아크릴산" 단계에 사용되는 바람직한 다금속 산화물 활성 조성물은 또한 하기 화학식 IX의 조성물이며,A preferred multimetal oxide active composition for use in the "acrolein to acrylic acid" step is also a composition of formula IX:

이는 또한 미분 형태의 하기 다금속 산화물 조성물 E (출발 조성물 1)를 별도로 예비 성형하고, 이어서 예비성형된 고체 출발 조성물 1을 하기 화학량론식 D에 원소 Mo, V, Z1, Z2, Z3, Z4, Z5, Z6를 포함하는 상기 원소 공급원의 수용액, 수성 현탁액 또는 미분된 건조 혼합물 (출발 조성물 2) 내로 목적하는 p:q 비율로 혼입하고, 생성될 수 있는 수성 혼합물을 건조하고, 생성된 건조 전구체 조성물을 250 내지 600℃의 온도에서 건조하기 전 또는 후에 하소하여 목적하는 촉매 형상을 얻음으로써 획득된다.It is also possible to preform separately the preformed solid starting composition 1 into the following polymorphic form D of the following polymetallic oxide composition E (starting composition 1) in the form of fine particles, then add the elements Mo, V, Z 1 , Z 2 , Z 3 , In an aqueous solution, aqueous suspension or finely divided dry mixture (starting composition 2) of said elemental source comprising Z 4 , Z 5 , Z 6 at the desired p: q ratio, drying the resulting aqueous mixture, And calcining the resulting dried precursor composition before or after drying at a temperature of 250 to 600 DEG C to obtain the desired catalyst shape.

[D]p[E]q [D] p [E] q

변수는 각각 하기와 같이 정의됨: The variables are defined as follows:

D = Mo12Va"Z1 b"Z2 c"Z3 d"Z4 e"Z5 f"Z6 g"Ox",D = Mo 12 V a " Z 1 b" Z 2 c " Z 3 d" Z 4 e " Z 5 f" Z 6 g " O x"

E = Z7 12Cuh"Hi"Oy",E = Z 7 12 Cu h " H i" O y " ,

Z1 = W, Nb, Ta, Cr 및/또는 Ce,Z 1 = W, Nb, Ta, Cr and / or Ce,

Z2 = Cu, Ni, Co, Fe, Mn 및/또는 Zn,Z 2 = Cu, Ni, Co, Fe, Mn and / or Zn,

Z3 = Sb 및/또는 Bi,Z 3 = Sb and / or Bi,

Z4 = Li, Na, K, Rb, Cs 및/또는 H,Z 4 = Li, Na, K, Rb, Cs and / or H,

Z5 = Mg, Ca, Sr 및/또는 Ba,Z 5 = Mg, Ca, Sr and / or Ba,

Z6 = Si, Al, Ti 및/또는 Zr,Z 6 = Si, Al, Ti and / or Zr,

Z7 = Mo, W, V, Nb 및/또는 Ta, 바람직하게는 Mo 및/또는 W,Z 7 = Mo, W, V, Nb and / or Ta, preferably Mo and / or W,

a" = 1 내지 8,a "= 1 to 8,

b" = 0.2 내지 5,b "= 0.2 to 5,

c" = 0 내지 23,c "= 0 to 23,

d" = 0 내지 50,d "= 0 to 50,

e" = 0 내지 2, e "= 0 to 2,

f" = 0 내지 5, f "= 0 to 5,

g" = 0 내지 50,g "= 0 to 50,

h" = 4 내지 30,h "= 4 to 30,

i" = 0 내지 20,i "= 0 to 20,

x",y" = 화학식 IX에서 산소 이외의 원소의 원자가 및 빈도에 의해서 결정되는 수, 및 x ", y "= number determined by valency and frequency of elements other than oxygen in formula (IX), and

p,q = p/q 비율이 160:1 내지 1:1인 0 이외이 수이다.p, q = p / q ratio of 160: 1 to 1: 1.

Z7 12Cuh"Hi"Oy" Z 7 12 Cu H " H i" O y "

Mo12Va"Z1 b"Z2 c"Z3 d"Z4 e"Z5 f"Z6 g" Mo 12 V a " Z 1 b" Z 2 c " Z 3 d" Z 4 e " Z 5 f" Z 6 g "

예비형성된 고체 출발 조성물 1이 70℃ 미만의 온도에서 수성 출발 조성물 2로 혼입된 다금속 산화물 조성물 IX가 바람직하다. 다금속 산화물 조성물 VI 촉매 제조의 상세한 설명은 예를 들어 EP-A 668 104, DE-A 197 36 105, DE-A 100 46 928, DE-A 197 40 493 및 DE-A 195 28 646에 포함되어 있다.Preference is given to a polymetallic oxide composition IX in which the preformed solid starting composition 1 is incorporated into the aqueous starting composition 2 at a temperature less than < RTI ID = 0.0 > 70 C. < / RTI & A detailed description of the preparation of multicomponent oxide composition VI catalysts is contained, for example, in EP-A 668 104, DE-A 197 36 105, DE-A 100 46 928, DE-A 197 40 493 and DE-A 195 28 646 have.

성형에 있어서, 다금속 산화물 조성물 VII 촉매에 대한 언급이 다금속 산화물 조성물 IX 촉매에 적용된다.In molding, a reference to a multimetal oxide composition VII catalyst is applied to the multimetal oxide composition IX catalyst.

"아크롤레인 → 아크릴산" 단계에 매우 적합한 다금속 산화물 촉매는 또한 DE-A 198 15 281의 촉매, 특히 본원 화학식 I의 다금속 산화물 활성 조성을 갖는 촉매이다.Multimetal oxide catalysts which are very suitable for the "acrolein to acrylic acid" stage are also catalysts of DE-A 198 15 281, in particular those having a multimetal oxide active composition of the formula I herein.

유리하게는, 비지지 촉매 환이 프로필렌으로부터 아크롤레인으로의 단계에 사용되고, 코팅된 촉매 환은 아크롤레인으로부터 아크릴산으로의 단계에 사용된다.Advantageously, an unsupported catalyst ring is used in the step from propylene to acrolein, and the coated catalyst ring is used in the step from acrolein to acrylic acid.

프로필렌으로부터 아크롤레인 (및 적절한 경우 아크릴산)으로 본 발명에 따른 부분 산화 공정의 수행은 예를 들어 DE-A 44 31 957에 기재되어 있는 바와 같이 1-구역 다중 촉매관 고정층 반응기에서 기재된 촉매를 사용하여 수행될 수 있다. 이러한 경우, 반응 가스 혼합물 및 열 담체 (열 교환 매체)는 반응기 위에서 관찰시 병류 또는 역류로 전달될 수 있다.The performance of the partial oxidation process according to the invention from propylene to acrolein (and, if appropriate, acrylic acid) is carried out using the catalysts described in the 1-zone multi-catalyst tube fixed bed reactor as described for example in DE-A 44 31 957 . In such a case, the reaction gas mixture and the heat carrier (heat exchange medium) can be passed as co-current or counter current when observed on the reactor.

반응 압력은 전형적으로 1 내지 3 bar이고, 반응 가스 B의 고정 촉매층 상의 전체 공간 속도는 바람직하게는 1500 내지 4000 또는 6000 l (STP)/l·h 또는 그 이상이다. 프로필렌 적재량 (고정 촉매층 상의 프로필렌 시간 공간 속도)은 전형적으로 90 내지 200 l (STP)/l·h 또는 300 l (STP)/l·h 또는 그 이상이다. 135 l (STP)/l·h 초과, 또는 140 l (STP)/l·h 이상, 또는 150 l (STP)/l·h 이상, 또는 160 l (STP)/l·h 이상의 프로필렌 적재량은, 본 발명의 반응 구역 B에 대한 출발 반응 가스 혼합물이 비전환 프로판 및 적절한 경우 수소 분자의 존재로 인해 바람직한 열점 거동을 초래하기 때문에 (상기 모두는 또한 고정층 반응기의 특정 선택에 무관하게 적용됨), 본 발명에 따라 특히 바람직하다.The reaction pressure is typically 1 to 3 bar and the total space velocity on the fixed catalyst bed of reaction gas B is preferably 1500 to 4000 or 6000 l (STP) / l · h or more. The propylene loading (propylene time-space velocity on the fixed catalyst bed) is typically between 90 and 200 l (STP) / l · h or 300 l (STP) / l · h or more. Propylene loading greater than or equal to 135 l (STP) / l · h or 140 l (STP) / l · h or 150 l (STP) / l · h or 160 l (STP) Since the starting reaction gas mixture for reaction zone B of the present invention results in the desired hot spot behavior due to the presence of unconverted propane and, where appropriate, hydrogen molecules, all of which are also applied irrespective of the particular choice of fixed bed reactor, .

충전 가스 혼합물의 1-구역 다중 촉매관 고정층 반응기로의 흐름은 위로부터가 바람직하다. 사용된 열 교환 매체는 적절하게는 염 용융물, 바람직하게는 질산칼륨 (KNO3) 60 중량% 및 아질산나트륨 (NaNO2) 40 중량%로 이루어지거나, 또는 질산칼륨 (KNO3) 53 중량%, 아질산나트륨 (NaNO2) 40 중량% 및 질산나트륨 (NaNO3) 7 중량%로 이루어진 염 용융물이다.The flow of the packed gas mixture into the 1-zone multi-catalyst tube fixed bed reactor is preferably from above. The heat exchange medium used is suitably a salt melt, preferably consisting of 60 wt.% Of potassium nitrate (KNO 3 ) and 40 wt.% Of sodium nitrite (NaNO 2 ) or 53 wt.% Of potassium nitrate (KNO 3 ) 40% by weight of sodium (NaNO 2 ) and 7% by weight of sodium nitrate (NaNO 3 ).

반응기 위에서 관찰시, 염 용융물 및 반응 가스 혼합물은 상기한 바와 같이 병류 또는 역류로 전달될 수 있다. 염 용융물 그 자체는 바람직하게는 촉매관 주변에 맨더링(meandering) 방식으로 전달된다.Upon observation on the reactor, the salt melt and the reaction gas mixture may be delivered as co-current or countercurrent as described above. The salt melt itself is preferably delivered in a meandering manner around the catalyst tube.

촉매관으로의 유동이 상부로부터 저부일 경우, 하기와 같이 저부로부터 상부로 촉매를 촉매관에 충전하는 것이 적절하다 (저부로부터 상부로의 유동의 경우, 충전 순서는 적절하게 역전됨).When the flow from the top to the bottom of the catalyst tube is low, it is appropriate to charge the catalyst in the catalyst tube from bottom to top as follows (in the case of flow from bottom to top, the filling order is reversed appropriately).

- 첫번째로, 촉매관 길이의 40 내지 80 또는 60%의 길이에, 단지 촉매 또는 촉매와 불활성 물질의 혼합물 (불활성 물질은 혼합물을 기준으로 30 또는 20 중량% 이하의 중량 비율을 구성함) (구획 C);First, a catalyst or a mixture of a catalyst and an inert material (the inert material constitutes a weight ratio of 30 or 20% by weight or less, based on the mixture) to a length of 40 to 80 or 60% C);

- 이에 이어서, 전체 관 길이의 20 내지 50 또는 40%의 길이에, 단지 촉매 또는 촉매와 불활성 물질의 혼합물 (불활성 물질은 혼합물을 기준으로 40 중량% 이하의 중량 비율을 구성함) (구획 B); 및Subsequently, a catalyst or a mixture of a catalyst and an inert material (the inert material constitutes a weight ratio of not more than 40% by weight based on the mixture) (segment B) to a length of 20 to 50 or 40% ; And

- 마지막으로, 전체 관 길이의 10 내지 20%의 길이에, 바람직하게는 매우 작은 압력 강하를 야기하도록 선택되는 불활성 물질층 (구획 A).Finally, a layer of inert material (compartment A) which is chosen to cause a pressure drop of preferably 10 to 20% of the total tube length, preferably a very small pressure drop.

구획 C는 바람직하게는 희석되지 않는다.Zone C is preferably not diluted.

상기 언급된 충전 변법은 사용된 촉매가 조사 개시문헌 제497012호 (2005년 8월 29일), 또는 DE-A 100 46 957의 실시예 1 또는 DE-A 100 46 957의 실시예 3에 따른 촉매이고 사용된 불활성 물질은 치수 7 mm×7 mm×4 mm (외경×높이×내경)의 동석 환일 경우 특히 적절하다. 염 조 온도에 관해서, DE-A 4 431 957의 기재가 적용된다.The above-mentioned charge modification method is characterized in that the catalyst used is a catalyst according to the method described in the publication No. 497012 (Aug. 29, 2005) or Example 1 of DE-A 100 46 957 or Example 3 of DE-A 100 46 957 , And the inert material used is particularly suitable for the case of a copper sheet having dimensions of 7 mm x 7 mm x 4 mm (outer diameter x height x inner diameter). As regards the salt bath temperature, the description of DE-A 4 431 957 applies.

그러나, 반응 구역 B에서 프로필렌으로부터 아크롤레인 (및 적절한 경우 아크릴산)으로의 부분 산화는 또한, 예를 들어 DE-A 199 10 506, DE-A 10 2005 009 885, DE-A 10 2004 032 129, DE-A 10 2005 013 039 및 DE-A 10 2005 009 891, 및 또한 DE-A 10 2005 010 111에 기재된 바와 같이, 예를 들어 2-구역 다중 촉매관 고정층 반응기에서 기재된 촉매를 사용하여 수행될 수 있다. 상기 기재된 경우 모두에서 (및 매우 일반적으로 본 발명에 따른 방법에서), 단일 통과시 달성된 프로펜 전환율은 통상 90 몰% 이상, 또는 95 몰% 이상의 값이고, 아크롤레인 형성 선택 도는 90 몰% 이상이다. 유리하게는 본 발명에 따라, 본 발명의 아크롤레인 또는 아크릴산 또는 이의 혼합물로의 프로필렌의 부분 산화가 EP-A 1 159 244, 가장 바람직하게는 WO 04/085363 및 WO 04/085362에 기재되어 있는 바와 같이 수행된다.However, the partial oxidation of propylene to acrolein (and, if appropriate, acrylic acid) in reaction zone B can also be carried out in the presence of a catalyst such as, for example, DE-A 199 10 506, DE-A 10 2005 009 885, DE-A 10 2004 032 129, DE- A 10 2005 013 039 and DE-A 10 2005 009 891, and also DE-A 10 2005 010 111, for example using a catalyst as described in a two-zone multi-catalyst tube fixed bed reactor. In all of the cases described above (and very generally in the process according to the invention), the propene conversion achieved in single pass is typically at least 90 mol%, or at least 95 mol%, and the acrolein formation selectivity is at least 90 mol% . Advantageously, according to the invention, the partial oxidation of propylene to acrolein or acrylic acid or mixtures thereof according to the invention is carried out as described in EP-A 1 159 244, most preferably in WO 04/085363 and WO 04/085362 .

문헌 EP-A 1 159 244, WO 04/085363 및 WO 04/085362는 본원의 통합 부분으로서 간주된다.The documents EP-A 1 159 244, WO 04/085363 and WO 04/085362 are regarded as an integral part of the present application.

바꾸어 말하면, 반응 구역 B에서 수행될 아크롤레인 (및 적절한 경우 아크릴산)으로의 프로필렌의 부분 산화는 증가된 프로필렌 적재량 및 2개 이상의 온도 구역을 갖는 고정 촉매층 상에서 특히 유리하게 수행될 수 있다.In other words, the partial oxidation of propylene to acrolein (and, if appropriate, acrylic acid) to be carried out in reaction zone B can be carried out particularly advantageously on a fixed catalyst bed having an increased propylene loading and two or more temperature zones.

이와 관련하여, 예를 들어 EP-A 1 159 244 및 WO 04/085362를 참조한다.In this connection, reference is made, for example, to EP-A 1 159 244 and WO 04/085362.

아크릴산으로의 프로필렌의 2-단계 부분 산화의 제2 단계, 즉 아크릴산으로의 아크롤레인의 부분 산화는, 예를 들어 DE-A 44 31 949에 기재된 바와 같이 1-구역 다중 촉매관 고정층 반응기에서 기재된 촉매로 수행될 수 있다. 이 반응 단계에서, 반응 가스 혼합물 및 열 담체는 반응기 위에서 관찰시 병류로 전달될 수 있다. 일반적으로, 선행하는 본 발명의 아크롤레인으로의 프로필렌 부분 산화의 생성물 가스 혼합물은 원칙적으로 그 자체로 (적절한 경우 중간 냉각 후 (이는 예를 들어 2차 산소 첨가 (또는 본 발명에 따라 덜 바람직한 방식으로 2차 공기 첨가)에 의해 간접적으로 또는 직접적으로 수행될 수 있음)), 즉 2차 성분 제거없이, 제2 반응 단계로, 즉 아크롤레인 부분 산화로 전달된다.The second stage of the two-stage partial oxidation of propylene to acrylic acid, i. E. The partial oxidation of acrolein to acrylic acid, is carried out in a 1-zone multi-catalyst tube fixed bed reactor as described for example in DE-A 44 31 949 . In this reaction step, the reaction gas mixture and the thermal carrier can be delivered as co-currents when observed on the reactor. Generally, the product gas mixture of the propylene partial oxidation of the preceding propylene partial oxidation of the invention to the acrolein is obtained in principle by itself (if appropriate after intermediate cooling, for example by addition of secondary oxygen (or, in a less preferred manner, (I.e., indirectly or directly by the addition of air), i.e., without secondary component removal, into the second reaction stage, i.e., acrolein partial oxidation.

제2 단계인 아크롤레인 부분 산화에 필요한 산소 분자는 아크롤레인으로의 프로필렌의 부분 산화를 위한 반응 가스 B 출발 혼합물에 이미 존재할 수 있다. 그러나, 이는 또한 부분적으로 또는 완전히 직접 제1 반응 단계, 즉 아크롤레인으로의 프로필렌 부분 산화의 생성물 가스 혼합물에 첨가될 수 있다 (이는 2차 공기의 형태로 수행될 수 있지만, 바람직하게는 순수 산소 또는 불활성 가스와 산소의 혼합물의 형태로 수행될 수 있음 (바람직하게는 50 부피% 이하, 또는 40 부피% 이하, 또는 30 부피% 이하, 또는 20 부피% 이하, 또는 10 부피% 이하, 또는 5 부피% 이하, 또는 2 부피% 이하)). 제2 산소 공급원의 압력 및 온도의 경우, 제1 산소 공급원에 대해 기재된 바와 동일하게 적용된다. 절차에 무관하게, 이러한 아크릴산으로의 아크롤레인 부분 산화의 충전 가스 혼합물 (출발 반응 가스 혼합물)은 유리하게는 하기 함량을 갖는다:The second step, the oxygen molecule required for acrolein partial oxidation, may already be present in the reaction gas B starting mixture for the partial oxidation of propylene to acrolein. However, it can also be added partially or completely directly to the first reaction step, i.e. to the product gas mixture of the partial oxidation of propylene to acrolein (which can be carried out in the form of secondary air, preferably pure oxygen or inert (Preferably 50 vol% or less, or 40 vol% or less, or 30 vol% or less, or 20 vol% or less, or 10 vol% or less, or 5 vol% or less , Or 2% by volume or less). In the case of pressure and temperature of the second oxygen source, the same applies as described for the first oxygen source. Regardless of the procedure, the packed gas mixture (starting reaction gas mixture) of acrolein partial oxidation to this acrylic acid advantageously has the following contents:

아크롤레인 3 내지 25 부피%,3 to 25% by volume of acrolein,

산소 분자 5 내지 65 부피%,5 to 65% by volume of oxygen molecules,

프로판 6 내지 70 부피%,6 to 70% by volume of propane,

수소 분자 0 내지 20 부피%,0 to 20% by volume of a hydrogen molecule,

수증기 8 내지 65 부피%, 및8 to 65% by volume of water vapor, and

질소 분자 0 내지 70 부피%.0 to 70% by volume nitrogen molecule.

상기 출발 반응 가스 혼합물은 바람직하게는 하기 함량을 갖는다:The starting reaction gas mixture preferably has the following contents:

아크롤레인 5 내지 20 부피%,5 to 20% by volume of acrolein,

산소 분자 5 내지 15 부피%,5 to 15% by volume of oxygen molecules,

프로판 10 내지 40 부피%,10 to 40% by volume of propane,

수소 분자 0 내지 10 부피%, 및0 to 10% by volume of a hydrogen molecule, and

수증기 5 내지 30 부피%.Water vapor 5 to 30% by volume.

상기 출발 반응 가스 혼합물은 가장 바람직하게는 하기 함량을 갖는다:The starting reaction gas mixture most preferably has the following contents:

아크롤레인 10 내지 20 부피%,10 to 20% by volume of acrolein,

산소 분자 7 내지 15 부피%,7 to 15% by volume of oxygen molecules,

프로판 20 내지 40 부피%,20 to 40% by volume of propane,

수소 분자 3 내지 10 부피%, 및3 to 10% by volume of a hydrogen molecule, and

수증기 15 내지 30 부피%.Water vapor 15 to 30% by volume.

상기 혼합물 중 질소 함량은 일반적으로 20 부피% 이하, 바람직하게는 15 부피% 이하, 더 바람직하게는 10 부피% 이하, 가장 바람직하게는 5 부피% 이하일 것이다. 제2 산화 단계에 대한 충전 가스 혼합물에 존재하는 O2 대 아크롤레인 (O2:아크롤레인)의 몰량비는 유리하게는 본 발명에 따라 일반적으로 0.5 이상 및 2 이하, 종종 1 이상 및 1.5 이하이다.The nitrogen content in the mixture will generally be no greater than 20 vol.%, Preferably no greater than 15 vol.%, More preferably no greater than 10 vol.%, Most preferably no greater than 5 vol.%. The molar ratio of O 2 to acrolein (O 2 : acrolein) present in the packed gas mixture for the second oxidation step is advantageously generally greater than or equal to 0.5 and less than or equal to 2, often greater than or equal to 1 and less than or equal to 1.5 according to the present invention.

제2 산화 단계에 대한 충전 가스 혼합물의 CO2 함량은 일반적으로 5 부피% 이하일 것이다. The CO 2 content of the packed gas mixture for the second oxidation step will generally be no more than 5% by volume.

제1 반응 단계 (프로필렌 → 아크롤레인)에서와 같이, 제2 반응 단계 (아크롤레인 → 아크릴산)에서의 반응 압력도 전형적으로 1 초과 내지 4 bar, 바람직하게는 1.3 내지 3 bar, 다수의 경우 1.5 내지 2.5 bar의 범위이고, (출발) 반응 가스 혼합물의 고정 촉매층 상의 전체 공간 속도는 바람직하게는 1500 내지 4000 또는 6000 l (STP)/l·h 또는 그 이상이다. 아크롤레인 적재량 (고정 촉매층 상의 아크롤레인 시간 공간 속도)은 전형적으로 90 내지 190 l (STP)/l·h 또는 290 l (STP)/l·h 또는 그 이상이다. 135 l (STP)/l·h 초과, 또는 140 l (STP)/l·h 이상, 또는 150 l (STP)/l·h 이상, 또는 160 l (STP)/l·h 이상의 아크롤레인 적재량은, 본 발명에 따라 사용될 출발 반응 가스 혼합물이 프로판 및 적절한 경우 수소 분자의 존재로 인해 마찬가지로 바람직한 열점 거동을 초래하기 때문에, 특히 바람직하다.The reaction pressure in the second reaction step (acrolein to acrylic acid) is also typically in the range from 1 to 4 bar, preferably 1.3 to 3 bar, in many cases 1.5 to 2.5 bar, as in the first reaction step (propylene to acrolein) And the total space velocity on the fixed catalyst bed of the (starting) reaction gas mixture is preferably 1500 to 4000 or 6000 l (STP) / l · h or more. The acrolein loading (acrolein time-space velocity on the fixed catalyst bed) is typically between 90 and 190 l (STP) / l · h or 290 l (STP) / l · h or higher. The amount of acrolein loaded above 135 l (STP) / l · h or 140 l (STP) / l · h or above 150 l (STP) / l · h or above 160 l (STP) Particularly preferred is the starting reaction gas mixture to be used in accordance with the invention, since it results in similarly favorable hot spot behavior due to the presence of propane and, where appropriate, hydrogen molecules.

제2 산화 단계에 대한 충전 가스 혼합물의 온도는 일반적으로 220 내지 270℃이다.The temperature of the packed gas mixture for the second oxidation step is generally from 220 to 270 캜.

제2 산화 단계의 고정 촉매층을 통한 출발 반응 가스 혼합물의 단일 통과를 기준으로 아크롤레인의 전환율은 적절하게는 통상 90 몰% 이상이고, 수반되는 아크릴산 형성의 선택도는 90 몰% 이상이다.The conversion of acrolein is suitably usually at least 90 mol% based on the single pass of the starting reaction gas mixture through the fixed catalyst layer in the second oxidation step, and the selectivity of formation of acrylic acid to be accompanied is at least 90 mol%.

충전 가스 혼합물의 1-구역 다중 촉매관 고정층 반응기로의 유동은 마찬가지로 바람직하게는 상부로부터이다. 제2 단계에서 사용된 열 교환 매체는 또한 적절하게는 염 용융물, 바람직하게는 질산칼륨 (KNO3) 60 중량% 및 아질산나트륨 (NaNO2) 40 중량%, 또는 질산칼륨 (KNO3) 53 중량%, 아질산나트륨 (NaNO2) 40 중량% 및 질산나트륨 (NaNO3) 7 중량%로 이루어진 염 용융물이다. 상기한 바와 같이 반응기 위에서 관찰시, 염 용융물 및 반응 가스 혼합물은 병류 또는 역류로 전달될 수 있다. 염 용융물 자체는 바람직하게는 촉매관 주변으로 맨더링 방식으로 전달된다.The flow of the packed gas mixture into the 1-zone multi-catalyst tube fixed bed reactor is likewise preferably from the top. The heat exchange medium used in the second step is also suitably a salt melt, preferably 60 wt.% Potassium nitrate (KNO 3 ) and 40 wt.% Sodium nitrite (NaNO 2 ) or 53 wt.% Potassium nitrate (KNO 3 ) 40 wt% of sodium nitrite (NaNO 2 ), and 7 wt% of sodium nitrate (NaNO 3 ). As noted above, upon observation on the reactor, the salt melt and the reaction gas mixture may be delivered in cocurrent or countercurrent. The salt melt itself is preferably delivered in a mandrel fashion around the catalyst tube.

촉매관으로의 유동이 상부에서 저부일 경우, 하기와 같이 저부로부터 상부까지 촉매를 충전하는 것이 적절하다:When the flow to the catalyst tube is low at the top, it is appropriate to fill the catalyst from bottom to top as follows:

- 우선, 촉매관 길이의 50 내지 80 또는 70%의 길이에, 단지 촉매 또는 촉매와 불활성 물질의 혼합물 (불활성 물질은 혼합물을 기준으로 30 (또는 20) 중량% 이하의 중량 비율을 구성함) (구획 C);First, the catalyst or a mixture of the catalyst and the inert material (the inert material constitutes a weight ratio of 30 (or 20) wt% or less based on the mixture) to a length of 50 to 80 or 70% Compartment C);

- 이에 이어서, 전체 관 길이의 20 내지 40%의 길이에, 단지 촉매 또는 촉매와 불활성 물질의 혼합물 (불활성 물질은 50 또는 40 중량% 이하의 비율을 구성함) (구획 B); 및Then, in a length of 20 to 40% of the total tube length, only the catalyst or a mixture of catalyst and inert material (the inert material constitutes a proportion of 50 or 40% by weight or less) (compartment B); And

- 최종적으로, 전체 관 길이의 5 내지 20%의 길이에, 바람직하게는 매우 작은 압력 강하를 일으키도록 선택되는 불활성 물질층 (구획 A).Finally, a layer of inert material (compartment A) which is chosen to cause a pressure drop of preferably 5 to 20% of the total tube length, preferably very small.

구획 C는 바람직하게는 희석되지 않는다. 아크릴산으로의 아크롤레인의 불균질 촉매화 가스상 부분 산화의 경우 (특히 촉매층 상의 높은 아크롤레인 적재량 및 충전 가스 혼합물의 높은 수증기 함량에서) 매우 일반적인 바와 같이, 구획 B는 또한 2개의 연속적인 촉매 희석부로 이루어질 수 있다 (열점 온도 및 열점 온도 민감도를 최소화할 목적). 저부로부터 상부까지, 우선 30 (또는 20) 중량% 이하의 불활성 물질로 채우고, 이후 20 중량% 초과 내지 50 또는 40 중량%의 불활성 물질로 채운다. 이어서, 구획 C는 바람직하게는 희석되지 않는다.Zone C is preferably not diluted. In the case of heterogeneously catalyzed gaseous partial oxidation of acrolein to acrylic acid, particularly at high acrolein loading on the catalyst bed and high water vapor content of the packed gas mixture, Zone B can also consist of two successive catalyst diluents (To minimize hot spot temperature and hot spot temperature sensitivity). From the bottom to the top, first 30 (or 20)% by weight of inert material is filled, and then more than 20% by weight to 50 or 40% by weight of inert material. Subsequently, the compartment C is preferably not diluted.

저부로부터 상부까지 촉매관으로의 유동의 경우, 촉매관 충전은 적절하게는 역전된다.In the case of flow from the bottom to the top into the catalytic tube, the catalytic tube charge is suitably reversed.

상기 언급된 충전 변법은 사용된 촉매가 DE-A 100 46 928의 제조 실시예 5에 따른 촉매 또는 DE-A 198 15 281에 따른 촉매일 경우 특히 적절하고, 사용된 불활성 물질은 치수 7 mm×7 mm×4 mm 또는 7 mm×7 mm×3 mm (각 경우 외경×높이×내경)의 동석 환이다. 염 조 온도에 관해서, DE-A 443 19 49의 기재가 적용된다. 일반적으로 단일 통과에서 달성되는 아크롤레인 전환율이 통상 90 몰% 이상, 또는 95 몰% 이상 또는 99 몰% 이상인 방식으로 선택된다.The above-mentioned fill regime is particularly suitable when the catalyst used is a catalyst according to Preparation Example 5 of DE-A 100 46 928 or a catalyst according to DE-A 198 15 281, and the inert material used has dimensions of 7 mm x 7 mm x 4 mm or 7 mm x 7 mm x 3 mm (in each case, outer diameter x height x inner diameter). As regards the salt bath temperature, the description of DE-A 443 19 49 applies. Is generally selected in such a way that the acrolein conversion achieved in a single pass is usually at least 90 mol%, or at least 95 mol%, or at least 99 mol%.

그러나, 아크릴산으로의 아크롤레인의 부분 산화는 또한 기재된 촉매를 사용하여 예를 들어 DE-A 199 10 508에 기재된 바와 같은 2-구역 다중 촉매관 고정층 반응기에서 수행될 수 있다. 아크롤레인 전환에 대해, 상기 기재가 적용된다. 또한, 상기 기재된 바와 같은 아크롤레인의 부분 산화가 2-구역 다중 촉매관 고정층 반응기에서 아크롤산으로의 2-단계 프로필렌 부분 산화의 제2 반응 단계로서 수행될 경우, 충전 가스 혼합물 (출발 반응 가스 혼합물)은 적절하게는 (이미 상기 기재된 바와 같이) 제1 단계 (프로필렌 → 아크롤레인)에 안내된 부분 산화의 생성물 가스 혼합물을 사용함으로써 (적절한 경우 (예를 들어, 2차 산소를 공급함으로써) 그의 간접 또는 직접 중간 냉각 후에) 직접적으로 얻어질 것이다. 아크롤레인 부분 산화에 필요한 산소는 바람직하게는 순수 산소 분자의 형태로 (적절한 경우 또한 공기의 형태로, 또는 산소 분자와 불활성 가스의 혼합물 (불활성 가스 분획이 바람직하게는 50 부피% 이하, 더 바람직하게는 40 부피% 이하, 또는 30 부피% 이하, 또는 20 부피% 이하, 더 양호하게는 10 부피% 이하, 또는 5 부피% 이하, 또는 2 부피% 이하임)의 형태로) 첨가되고, 예를 들어 2-단계 부분 산화의 제1 단계 (프로필렌 → 아크롤레인)의 생성물 가스 혼합물에 직접적으로 첨가된다. 그러 나, 이는 이미 기재된 바와 같이 제1 반응 단계를 위한 출발 반응 가스 혼합물에 이미 존재할 수 있다.However, partial oxidation of acrolein to acrylic acid can also be carried out using the catalysts described, for example, in a two-zone multi-catalyst tube fixed bed reactor as described in DE-A 199 10 508. For acrolein conversion, the above description applies. Also, when partial oxidation of acrolein as described above is performed as the second reaction step of the two-step propylene partial oxidation to acroleic acid in the two-zone multi-catalyst tube fixed bed reactor, the packed gas mixture (starting reaction gas mixture) (Indirectly or indirectly) by suitably using a product gas mixture of partial oxidation (as already described above) guided to the first stage (propylene to acrolein) After cooling). The oxygen required for acrolein partial oxidation is preferably present in the form of pure oxygen molecules (if appropriate also in the form of air, or in the form of a mixture of oxygen molecules and an inert gas, preferably 50 vol% or less, 40 vol% or less, or 30 vol% or less, or 20 vol% or less, more preferably 10 vol% or less, or 5 vol% or less, or 2 vol% - stage The first stage of partial oxidation (propylene to acrolein) is added directly to the product gas mixture. However, it may already be present in the starting reaction gas mixture for the first reaction step as already described.

부분 산화의 제2 단계를 충전하도록 부분 산화의 제1 단계의 생성물 가스 혼합물을 직접적으로 추가 사용하는 아크릴산으로의 프로필렌의 2-단계 부분 산화에서, 2개의 1-구역 다중 촉매관 고정층 반응기 (매우 일반적인 경우에서와 같이 촉매층 상의 높은 반응물 적재량에서, 관다발 반응기 상에서 관찰시 반응 가스와 염 조 (열 담체) 사이의 병류 모드가 바람직함) 또는 2개의 2-구역 다중 촉매관 고정층 반응기는 일반적으로 직렬 연결될 것이다. 혼합된 직렬 연결 (1-구역/2-구역 또는 그 역으로)이 또한 가능하다.In a two-stage partial oxidation of propylene to acrylic acid using a further addition of the product gas mixture of the first stage of partial oxidation to fill the second stage of partial oxidation, two 1-zone multi-catalyst tube fixed bed reactors In the case of high reactant loading on the catalyst bed as in the case, the co-current mode between the reaction gas and the salt (thermal carrier) is preferred when viewed on the vortex reactor or two two-zone multicatalyst tube fixed bed reactors will generally be cascaded . Mixed series connections (1-zone / 2-zone or vice versa) are also possible.

적절한 경우 여과 기능을 수행할 수 있는 불활성 층을 포함할 수 있는 중간 냉각기를 반응기 사이에 배치할 수 있다. 아크릴산으로의 프로필렌 2-단계 부분 산화의 제1 단계를 위한 다중 촉매관 반응기의 염 조 온도는 일반적으로 300 내지 400℃이다. 아크릴산으로의 프로필렌 부분 산화의 제2 단계인 아크릴산으로의 아크롤레인 부분 산화를 위한 다중 촉매관 반응기의 염 조 온도는 보통 200 내지 350℃이다. 또한, 열 교환 매체 (바람직하게는 염 용융물)는 통상적으로 관련 다중 촉매관 고정층 반응기를 통해 이들의 유입 온도와 출구 온도 사이의 차이가 일반적으로 5℃ 이하가 되는 양으로 전달된다. 이미 언급한 바와 같이, 아크릴산으로의 프로필렌 부분 산화의 두 단계 모두는 DE-A 101 21 592호에 기재된 바와 같이 하나의 충전물 상에서 하나의 반응기에서 수행될 수 있다.Intermediate coolers, which may, where appropriate, include an inert layer capable of performing a filtering function, may be disposed between the reactors. The salt bath temperature of the multi-catalyst tube reactor for the first stage of the propylene two-step partial oxidation to acrylic acid is generally from 300 to 400 ° C. The salt bath temperature of the multi-catalyst tube reactor for acrolein partial oxidation to acrylic acid, which is the second step of the partial oxidation of propylene to acrylic acid, is usually from 200 to 350 ° C. In addition, the heat exchange medium (preferably a salt melt) is typically passed through the associated multi-catalyst tube fixed bed reactor in an amount such that the difference between the inlet temperature and the outlet temperature thereof is generally below 5 占 폚. As already mentioned, both steps of the partial oxidation of propylene to acrylic acid can be carried out in one reactor on one charge as described in DE-A 101 21 592.

또한, 제1 단계 ("프로필렌 → 아크롤레인")를 위한 반응 가스 B 출발 혼합 물의 일부가 분리 구역 II로부터 유래된 잔류 가스일 수 있다는 것이 여기에 언급되어야 한다.It should also be mentioned here that some of the starting gas B starting mixture for the first stage ("propylene to acrolein") may be residual gas from separation zone II.

완벽을 기하기 위해, 새로운 프로판이 제1 산화 단계에 대한 충전 가스 혼합물 및 제2 산화 단계에 대한 충전 가스 혼합물 모두 또는 둘 중 하나에 추가로 계량 첨가될 수 있음이 강조되어야 한다. 이는 충전 가스 혼합물의 가연성을 배제하기 위해, 본 발명에 바람직하지 않지만, 일부 경우에 바람직할 수 있다.It should be emphasized that for the sake of perfection, the new propane can be metered additionally to either or both of the fill gas mixture for the first oxidation step and the fill gas mixture for the second oxidation step. This is undesirable for the present invention, but may be preferred in some cases, to exclude flammability of the packed gas mixture.

전반적으로, 촉매 충전물이 제1 반응 단계의 완료와 함께 개별 촉매관을 따라 적절하게 변하는 관 다발 반응기 (단일 반응기에서 이러한 2-단계 프로필렌 부분 산화는 예를 들어, EP-A 911 313, EP-A 979 813, EP-A 990 636 및 DE-A 28 30 765에 교시됨)는 프로필렌으로부터 아크릴산으로의 부분 산화의 두 단계에 대한 2개의 산화 단계의 가장 간단한 실시양태를 형성한다. 적절한 경우, 촉매관의 촉매 충전 사이에 불활성 물질층이 개재된다.Overall, a tube bundle reactor in which the catalyst charge is appropriately changed along the individual catalyst tubes with the completion of the first reaction step (such a two-stage propylene partial oxidation in a single reactor is described, for example, in EP-A 911 313, EP-A 979 813, EP-A 990 636 and DE-A 28 30 765) form the simplest embodiment of two oxidation steps for two stages of partial oxidation of propylene to acrylic acid. If appropriate, a layer of inert material is interposed between the catalyst charge of the catalyst tube.

그러나, 직렬 연결된 2개의 관다발 시스템의 형태로 2개의 산화 단계를 수행하는 것이 바람직하다. 이들은 한 반응기에 배치될 수 있고, 이러한 경우에 한 관다발에서 다른 관다발로의 전이부가 촉매관에 수용되지 않는 (적절하게는 푸트 (foot)에서 접근가능한) 불활성 물질층에 의해서 형성된다. 촉매관은 일반적으로 열 담체에 의해 주변을 흐르는 반면, 이는 상기 기재된 바와 같이 수용된 불활성 물질층에 도달하지 않는다. 따라서 유리하게는, 2개의 촉매관다발이 공간적으로 분리된 반응기에 수용된다. 일반적으로, 중간 냉각기가 제1 반응 구역을 떠난 생성물 가스 혼합물에서 임의의 아크롤레인 후연소 진행을 줄이기 위해 2개의 다발 반응기 사이에 배치된다. 제1 반응 단계 (프로필렌 → 아크롤레인)에서 반응 온도는 일반적으로 300 내지 450℃, 바람직하게는 320 내지 390℃이다. 제2 반응 단계 (아크롤레인 → 아크릴산)에서 반응 온도는 일반적으로 200 내지 370℃, 종종 220 내지 330℃이다. 산화 단계 모두에서 반응 압력은 적절하게는 1 초과 내지 4 bar, 유리하게는 1.3 내지 3 bar이다. 반응 단계 모두에서 반응 가스의 산화 촉매 상의 적재량 (l (STP)/l·h)은 종종 1500 내지 2500 l (STP)/l·h 또는 4000 l (STP)/l·h이다. 프로필렌 또는 아크롤레인의 적재량은 100 내지 200 또는 300 l (STP)/l·h 또는 그 이상일 수 있다.However, it is desirable to perform two oxidation steps in the form of two cascaded tube bundles systems. They can be arranged in one reactor and in this case the transition from one tube bundle to another is formed by a layer of inert material which is not received in the catalyst tube (suitably accessible at foot). The catalytic tube generally flows around by the heat carrier, while it does not reach the layer of inert material received as described above. Advantageously, therefore, the two catalyst bundles are accommodated in a spatially separated reactor. Generally, an intercooler is disposed between the two bundle reactors to reduce any post-acrolein post combustion progression in the product gas mixture leaving the first reaction zone. In the first reaction step (propylene → acrolein), the reaction temperature is generally 300 to 450 ° C, preferably 320 to 390 ° C. In the second reaction step (acrolein to acrylic acid), the reaction temperature is generally 200 to 370 ° C, often 220 to 330 ° C. In both oxidation steps, the reaction pressure is suitably from 1 to 4 bar, advantageously from 1.3 to 3 bar. The loading amount (l (STP) / l · h) of the reaction gas on the oxidation catalyst in both reaction stages is often 1500 to 2500 l (STP) / l · h or 4000 l (STP) / l · h. The loading amount of propylene or acrolein may be 100 to 200 or 300 l (STP) / l · h or more.

원칙적으로, 본 발명에 따른 방법에서 2개의 산화 단계는 예를 들어, DE-A 198 37 517, DE-A 199 10 506, DE-A 199 10 508 및 DE-A 198 37 519에 기재되어 있는 바와 같이 구성될 수 있다.In principle, the two oxidation steps in the process according to the invention can be carried out, for example, as described in DE-A 198 37 517, DE-A 199 10 506, DE-A 199 10 508 and DE-A 198 37 519 .

모든 반응 단계에서, 반응 화학량론식에 따라 필요한 양에 비해 과량의 산소 분자가 특정 가스상 부분 산화의 반응 속도 및 촉매 수명에 유리한 영향을 미친다.In all reaction steps, excess oxygen molecules have a favorable effect on the reaction rate and the catalyst life of the specific gas phase partial oxidation compared to the amount required according to the reaction stoichiometry.

원칙적으로, 하기와 같이 단일 구역 관다발 반응기에서 본 발명에 따라 수행될 아크릴산으로의 프로필렌의 불균질 촉매화 가스상 부분 산화를 실현하는 것이 또한 가능하다. 두 반응 단계 모두는 활성 조성물이 원소 Mo, Fe 및 Bi를 포함하는 다금속 산화물이고 반응 단계 모두의 반응을 촉매할 수 있는 1종 이상의 촉매로 충전된 산화 반응기에서 진행된다. 상기 촉매 충전물은 물론 반응 좌표를 따라 연속적으로 또는 갑자기 변할 수 있다. 물론, 직렬 연결된 2개의 산화 단계의 형태로 본 발명의 아크릴산으로의 프로필렌의 2-단계 부분 산화의 일 실시양태에서, 제 1 산화 단계에서 부산물로서 형성되고 필요한 경우 제2 산화 단계로 진행하기 전에 생성물 가스 혼합물로부터 제1 산화 단계를 빠져나간 생성물 가스 혼합물에 존재하는 이산화탄소 및 수증기를 부분적으로 또는 완전히 제거하는 것이 가능하다. 본 발명에 따라 이러한 제거를 제공하지 않는 절차를 선택하는 것이 바람직하다.In principle, it is also possible to realize inhomogeneously catalyzed gaseous partial oxidation of propylene to acrylic acid to be carried out in accordance with the invention in a single zone vortex reactor as follows. Both reaction steps are carried out in an oxidation reactor filled with one or more catalysts in which the active composition is a multimetal oxide comprising elemental Mo, Fe and Bi and capable of catalyzing the reaction in both reaction steps. The catalyst charge can, of course, change continuously or suddenly along the reaction coordinates. Of course, in one embodiment of the two-stage partial oxidation of propylene to acrylic acid of the present invention in the form of two oxidation stages in series, the product formed as a by-product in the first oxidation step and, if necessary, It is possible to partially or completely remove the carbon dioxide and water vapor present in the product gas mixture exiting the first oxidation step from the gas mixture. It is desirable to select a procedure that does not provide such removal in accordance with the present invention.

2개의 산화 단계 사이에 수행되는 중간 산소 공급을 위한 유용한 공급원은 이미 기술한 바와 같이, 공기 (이는 본 발명에 따라 덜 바람직함) 이외에, 순수 산소 분자 또는 CO2, CO, 희가스, N2 및/또는 포화 탄화수소와 같은 불활성 가스로 희석된 산소 분자이다. 바람직하게는 본 발명에 따라, 산소 공급원은 50 부피% 이하, 바람직하게는 40 부피% 이하, 더 바람직하게는 30 부피% 이하, 더욱 더 바람직하게는 20 부피% 이하, 양호하게는 10 부피% 이하 또는 5 부피% 이하, 또는 2% 이하의 산소 분자 이외의 가스를 포함한다.A useful source for the intermediate oxygen supply carried out between the two oxidation stages is a pure oxygen molecule or CO 2 , CO, noble gas, N 2 and / or N 2 , in addition to air (which is less preferred in accordance with the invention) Or an oxygen molecule diluted with an inert gas such as saturated hydrocarbons. Preferably, according to the invention, the oxygen source is at most 50 vol%, preferably at most 40 vol%, more preferably at most 30 vol%, even more preferably at most 20 vol%, preferably at most 10 vol% Or 5 vol% or less, or 2% or less of oxygen molecules.

2개의 산화 단계를 위한 촉매층에서 불활성 희석 성형체에 유용한 물질은 또한 반응 구역 A에서 촉매층의 희석을 위해 권고된 물질이다.The material useful for the inert diluted shaped body in the catalyst bed for the two oxidation steps is also a recommended material for the dilution of the catalyst bed in reaction zone A.

본 발명에 따른 방법에서, 예를 들어 제1 부분 산화 단계의 생성물 가스 혼합물에 저온 산소 공급원을 계량투입하는 것은, 제2 부분 산화 단계를 위한 출발 반응 가스 혼합물의 성분으로서 추가로 사용되기 전에 직접적인 경로에 의해 냉각을 일으킬 수 있다.In the process according to the invention, for example, the metering of the cold oxygen source to the product gas mixture of the first partial oxidation stage can be carried out directly prior to being used as a constituent of the starting reaction gas mixture for the second partial oxidation step And the like.

유리하게는 본 발명에 따라, 아크릴산으로의 아크롤레인의 부분 산화가 EP-A 1 159 246, 가장 바람직하게는 WO 04/085365 및 WO 04/085370에 기재되어 있는 바 와 같이 수행된다. 그러나, 본 발명에 따르면 아크롤레인을 포함하는 출발 반응 가스 혼합물로서, 본 발명의 아크롤레인으로의 프로필렌 1-단계 부분 산화의 생성물 가스 혼합물이며 적절한 경우 생성된 출발 반응 가스 혼합물에서 산소 분자 대 아크롤레인의 비가 각 경우 0.5 내지 1.5이도록 충분한 2차 공기로 보충된 출발 반응 가스 혼합물을 사용하는 것이 바람직하다. 문헌 EP-A 1 159 246, WO 04/08536 및 WO 04/085370은 상기 문헌의 통합 부분으로서 간주된다.Advantageously, according to the invention, the partial oxidation of acrolein to acrylic acid is carried out as described in EP-A 1 159 246, most preferably in WO 04/085365 and WO 04/085370. However, according to the present invention there is provided a starting reaction gas mixture comprising acrolein, the product gas mixture of propylene 1-step partial oxidation to acrolein of the present invention and, where appropriate, the ratio of oxygen molecules to acrolein in the resulting starting reaction gas mixture, It is preferred to use a starting reaction gas mixture supplemented with sufficient secondary air such that it is between 0.5 and 1.5. The documents EP-A 1 159 246, WO 04/08536 and WO 04/085370 are regarded as an integral part of this document.

바꾸어 말하면, 본 발명의 아크릴산으로의 아크롤레인 부분 산화는 증가된 아크롤레인 적재량으로 유리하게는 2개 이상의 온도 구역을 갖는 고정 촉매층 상에서 수행될 수 있다.In other words, the acrolein partial oxidation of the present invention to acrylic acid can be carried out on a fixed catalyst bed having advantageously two or more temperature zones with increased acrolein loading.

전반적으로, 아크릴산으로의 프로필렌 2-단계 부분 산화는 바람직하게는 EP-A 1 159 248 또는 WO 04/085367 또는 WO 04/085369에 기재된 바와 같이 수행될 것이다.Overall, the propylene two-step partial oxidation to acrylic acid will preferably be carried out as described in EP-A 1 159 248 or WO 04/085367 or WO 04/085369.

본 발명에 따라 수행될 부분 산화를 떠나는 생성물 가스 B (제1 및/또는 제2 산화 단계 후)는 표적 생성물로서의 아크롤레인 또는 아크릴산 또는 이의 혼합물, 비전환 프로판, 적절한 경우 수소 분자, 수증기 (부산물로서 형성되고/되거나 희석 가스로서 추가로 사용됨), 임의의 비전환 산소 분자 (사용된 촉매의 수명의 관점에서, 부분 산화 단계 모두의 생성물 가스 혼합물에서 산소 함량이 예를 들어 여전히 1.5 이상 내지 4 부피%인 경우 전형적으로 바람직함), 및 또한 물보다 높거나 낮은 비점을 갖는 다른 부산물 또는 2차 성분 (예를 들어 CO, CO2, 저급 알데히드, 저 급 알칸카르복실산 (예를 들어 아세트산, 포름산 및 프로피온산), 말레산 무수물, 벤즈알데히드, 방향족 카르복실산 및 방향족 카르복실산 무수물 (예를 들어 프탈산 무수물 및 벤조산), 일부 경우 추가로 탄화수소, 예를 들어 C4 탄화수소 (예를 들어 부텐-1 및 가능하게는 다른 부텐), 및 일부 경우 추가로 불활성 희석 가스, 예를 들어 N2)를 실질적으로 포함한다. 본 발명에 따른 방법을 위해 일반적으로 물 및 물보다 높은 비점의 2차 성분의 제거를 동시 수반하는, 생성물 가스 B에 존재하는 표적 생성물의 제거에 유용한 방법은 원칙적으로 이와 관련하여 종래 기술에 공지된 모든 방법이다. 이들 방법의 본질적 특징은 표적 생성물을 예를 들어 흡수 및/또는 응축 수단에 의해 가스로부터 응축상으로 전환시키고, 이후 추가 표적 생성물 제거를 위해 응축물 또는 흡수물을 추출, 증류, 결정화 및/또는 탈착 수단에 의해 후처리하는 것이다. 표적 생성물 및/또는 이어지는 응축상으로의 표적 생성물의 전환과 함께, 이들 방법은 전형적으로 또한 수증기 및 반응 가스 B에 존재하는 물보다 높은 비점인 2차 성분을 응축상으로 전환시켜 제거한다 (바람직하게는 본 발명에 따라, 반응 구역 B에서 형성된 수증기 양 (또는 더 바람직하게는 생성물 가스 B에 존재하는 전체량)의 70 몰% 이상, 바람직하게는 80 몰% 이상, 양호하게는 90 몰% 이상, 더 바람직하게는 95 몰% 이상인 수증기 양이 분리 구역 II에서 응축상으로 전환됨). The product gas B leaving the partial oxidation to be carried out according to the invention (after the first and / or second oxidation step) can be carried out in the presence of acrolein or acrylic acid or mixtures thereof as the target product, unconverted propane, if appropriate hydrogen molecules, (And / or further used as diluent gas), any non-converting oxygen molecules (in terms of the lifetime of the catalyst used, the oxygen content in the product gas mixture of all the partial oxidation stages is still, for example, still in the range from 1.5 to 4% And also other by-products or secondary components having a boiling point above or below water, such as CO, CO 2 , lower aldehydes, lower alkanecarboxylic acids (such as acetic acid, formic acid and propionic acid ), Maleic anhydride, benzaldehyde, aromatic carboxylic acid and aromatic carboxylic acid anhydride (e.g., phthalic anhydride and benzoic acid) If adds hydrocarbons such as C 4 hydrocarbons substantially free of a N 2) diluted with an inert gas, for an additional (for example, the butene-1 and possibly other butenes), and in some cases with. A process useful for the removal of the target product present in the product gas B, generally accompanied by simultaneous removal of water and a second component of boiling point higher than water, for the process according to the invention is, in principle, All the way. Essential features of these processes include the conversion of the target product into a condensation phase, for example by absorption and / or condensation means, and subsequent extraction, distillation, crystallization and / or desorption of the condensate or absorber for further target product removal And then post-processed by the means. With the conversion of the target product to the target product and / or subsequent condensation phase, these processes typically also remove water vapor and the secondary component, which is a boiling point higher than water present in reaction gas B, into a condensed phase (preferably Is preferably at least 70 mol%, preferably at least 80 mol%, preferably at least 90 mol%, more preferably at least 90 mol% of the amount of water vapor formed in the reaction zone B (or more preferably the total amount present in the product gas B) More preferably at least 95 mol%, is converted to a condensed phase in the separation zone II).

유용한 흡수제에는 예를 들어 물, 수용액 및/또는 유기 용매 (예를 들어 디페닐과 디페닐 에테르의 혼합물, 또는 디페닐, 디페닐 에테르 및 o-디메틸 프탈레 이트의 혼합물)가 포함된다. 표적 생성물, 물 및 물보다 높은 비점을 갖는 2차 성분의 상기 "응축" (제거)은 통상 응축상으로 전환되지 않은 잔류 가스를 남기고, 물보다 낮은 비점을 가지며 응축되기가 비교적 곤란한 생성물 가스 B의 성분을 포함한다. 이들은 전형적으로 특히 표준 압력 (1 bar)에서의 비점이 -30℃ 이하인 성분이다 (잔류 가스에서 이들의 총 함량은 일반적으로 60 부피% 이상, 70 부피% 이상, 다수의 경우 80 부피% 이상이지만, 보통 90 부피% 이하임). 이들은 비전환 프로판, 이산화탄소, 임의의 비전환 프로필렌, 임의의 비전환 산소 분자, 적절한 경우 수소 분자, 및 물보다 낮은 비점을 갖는 다른 2차 성분, 예를 들어 CO, 에탄, 메탄, 일부 경우 N2, 일부 경우 희가스 (예를 들어 He, Ne, Ar 등)를 포함한다. 잔류 가스는 또한 다소의 정도로 아크릴산, 아크롤레인 및/또는 H2O를 포함할 수 있다. 바람직하게는 본 발명에 따라, 잔류 가스는 10 부피% 이하, 유리하게는 5 부피% 이하, 특히 유리하게는 3 부피% 이하의 수증기를 포함한다. 이러한 상기 잔류 가스는 통상적으로 (그에 존재하는 프로판 양을 기준으로) 제2 분리 구역 II에서 형성된 잔존 가스의 대부분 이상 (전형적으로 80% 이상, 또는 90% 이상, 또는 95% 이상, 또는 그 이상)을 형성하며, 본원에서 (주요) 잔류 가스로서 지칭된다.Useful absorbents include, for example, water, aqueous solutions and / or organic solvents (for example mixtures of diphenyl and diphenyl ethers, or mixtures of diphenyl, diphenyl ether and o-dimethyl phthalate). The "condensation" (removal) of the secondary product having a higher boiling point than the target product, water and water, is usually carried out in the presence of a product gas B having relatively low boiling point and lower condensation, leaving residual gas that has not been converted into a condensation phase ≪ / RTI > These are typically components which have a boiling point of not more than -30 ° C, especially at standard pressure (1 bar) (their total content in the residual gas is generally at least 60% by volume, at least 70% by volume, in many cases at least 80% by volume, Usually 90% by volume or less). These unconverted propane, carbon dioxide, and any unconverted propylene, any unconverted oxygen molecules, and where appropriate, hydrogen molecules, and other secondary components having a lower boiling point than water, such as CO, ethane, methane, in some N 2 , And rare gases (e.g., He, Ne, Ar, etc.) in some cases. The residual gas may also contain acrylic acid, acrolein and / or H 2 O to some extent. Preferably, according to the invention, the residual gas comprises not more than 10% by volume, advantageously not more than 5% by volume, particularly advantageously not more than 3% by volume of water vapor. This residual gas is typically greater than (typically 80% or more, or 90% or more, or 95% or more, or more) of the residual gas formed in the second separation zone II (based on the amount of propane present therein) And is referred to herein as the (main) residual gas.

특히 표적 생성물이 1종의 유기 용매에 의해 흡수됨으로써 응축되는 경우, 비전환 프로판 및 임의의 비전환 프로필렌을 포함하는 1종 이상의 2차 잔류 가스는 일반적으로 분리 구역 II에서 수득된다 (그에 존재하는 프로판을 기준으로, (주요) 잔류 가스 양에 비해 그의 양이 통상 실질적으로 낮음 (일반적으로 20% 이하, 보 통 10% 이하, 또는 5% 이하, 또는 1% 이하)). 이는 또한 특정 양의 비전환 프로판 및 임의의 비전환 프로필렌을 흡수하며 형성되는 응축상에 기인한다.In particular, when the target product is condensed by absorption by one organic solvent, one or more secondary residual gases comprising non-converted propane and any unconverted propylene are generally obtained in the separation zone II (the propane (Generally not more than 20%, usually not more than 10%, or not more than 5%, or not more than 1%) as compared with the (main) residual gas amount. It is also due to the condensation phase which forms and absorbs a certain amount of unconverted propane and any unconverted propylene.

응축상으로부터 (분리 구역 II 내에서) 표적 생성물의 추출, 증류, 결정화 및/또는 탈착 제거의 추가 과정 중, 상기 비전환 프로판 및 적절한 경우 프로필렌은 통상 하나 이상의 추가 가스상의 성분으로서 회수되며, 본원에서 (2차) 잔류 가스로서 지칭된다.During the further course of extraction, distillation, crystallization and / or desorption removal (from separation zone II) of the target product from the condensation phase, the unconverted propane and, where appropriate, propylene are usually recovered as components of one or more additional gaseous phases, (Secondary) residual gas.

이 경우, (주요) 잔류 가스와 (2차) 잔류 가스의 합은 분리 구역 II에 남아있는 잔류 가스의 총량을 형성한다. (2차) 잔류 가스가 분리 구역 II에서 수득되는 경우, (주요) 잔류 가스는 자동적으로 잔류 가스의 총량 ((총) 잔류 가스로서도 공지됨)이다.In this case, the sum of the (main) residual gas and the (secondary) residual gas forms the total amount of residual gas remaining in the separation zone II. (Secondary) residual gas is obtained in the separation zone II, the (main) residual gas is automatically the total amount of residual gas (also known as (total) residual gas).

바람직하게는 본 발명에 따라, 표적 생성물을 생성물 가스 B로부터 응축상으로 분별 응축에 의해 전환시킨다. 이는 특히 표적 생성물이 아크릴산인 경우에 해당한다. 그러나, 표적 생성물 제거에 적합한 방법은 원칙적으로 예를 들어 문헌 DE-A 102 13 998, DE-A 22 63 496, US 3,433,840 (상기 문헌에 기재된 방법은 특히 아크롤레인 제거에 권고됨), EP-A 1 388 533, EP-A 1 388 532, DE-A 102 35 847, EP-A 792 867, WO 98/01415, EP-A 1 015 411, EP-A 1 015 410, WO 99/50219, WO 00/53560, WO 02/09839, DE-A 102 35 847, WO 03/041833, DE-A 102 23 058, DE-A 102 43 625, DE-A 103 36 386, EP-A 854 129, US-A 4,317,926, DE-A 198 37 520, DE-A 196 06 877, DE-A 190 50 1325, DE-A 102 47 240, DE-A 197 40 253, EP-A 695 736, EP-A 982 287, EP-A 1 041 062, EP-A 117 146, DE-A 43 08 087, DE-A 43 35 172, DE-A 44 36 243, DE-A 199 24 532, DE-A 103 32 758 및 DE-A 199 24 533에 기재된 "표적 생성물 응축"에 대한 흡수 및/또는 응축 방법 및 "응축물"의 추가 후처리 방법 모두이다. 아크릴산 제거는 또한 EP-A 982 287, EP-A 982 289, DE-A 103 36 386, DE-A 101 15 277, DE-A 196 06 877, DE-A 197 40 252, DE-A 196 27 847, EP-A 920 408, EP-A 1 068 174, EP-A 1 066 239, EP-A 1 066 240, WO 00/53560, WO 00/53561, DE-A 100 53 086 및 EP-A 982 288에서와 같이 수행할 수 있다. WO/0196271의 도 7에서와 같이 또는 DE-A 10 2004 032 129 및 이의 동등한 특허에 기재된 바와 같이 제거하는 것이 바람직하다. 적합한 제거 방법은 또한 문헌 WO 04/063138, WO 04/35514, DE-A 102 43 625 및 DE-A 102 35 847에 기재된 방법이다. 수득한 조 아크릴산의 추가 처리는 예를 들어 문헌 WO 01/77056, WO 03/041832, WO 02/055469, WO 03/078378 및 WO 03/041833에 기재된 바와 같이 수행될 수 있다.Preferably, according to the present invention, the target product is converted by fractional condensation from the product gas B into a condensed phase. This is particularly the case when the target product is acrylic acid. However, suitable methods for the removal of the target products are, for example, those described in documents DE-A 102 13 998, DE-A 22 63 496, US 3,433,840 (the methods described above are particularly recommended for acrolein removal) EP-A 1 385 532, DE-A 102 35 847, EP-A 792 867, WO 98/01415, EP-A 1 015 411, EP-A 1 015 410, WO 99/50219, WO 00 / DE-A 102 43 625, DE-A 103 36 386, EP-A 854 129, US-A 4,317,926 , DE-A 198 37 520, DE-A 196 06 877, DE-A 190 50 1325, DE-A 102 47 240, DE-A 197 40 253, EP-A 695 736, EP- A 1 041 062, EP-A 117 146, DE-A 43 08 087, DE-A 43 35 172, DE-A 44 36 243, DE-A 199 24 532, DE-A 103 32 758 and DE- Quot; condensation of the target product "described in U.S. Patent No. 24 533, and further post-treatment methods of the" condensate ". Acrylic acid removal can also be carried out in accordance with EP-A 982 287, EP-A 982 289, DE-A 103 36 386, DE-A 101 15 277, DE-A 196 06 877, DE-A 197 40 252, DE-A 196 27 847 , EP-A 920 408, EP-A 1 068 174, EP-A 1 066 239, EP-A 1 066 240, WO 00/53560, WO 00/53561, DE-A 100 53 086 and EP- As shown in FIG. As in FIG. 7 of WO / 0196271 or as described in DE-A 10 2004 032 129 and its equivalent patents. Suitable removal methods are also those described in documents WO 04/063138, WO 04/35514, DE-A 102 43 625 and DE-A 102 35 847. Further treatment of the obtained crude acrylic acid can be carried out, for example, as described in documents WO 01/77056, WO 03/041832, WO 02/055469, WO 03/078378 and WO 03/041833.

전형적으로, 생성물 가스 B는 반응 구역 B를 떠나는 작용 압력으로 분리 구역 B에 공급된다.Typically, the product gas B is supplied to the separation zone B at an operating pressure leaving the reaction zone B.

상기 분리 공정의 공통 특징은 (이미 언급한 바와 같이) 표준 압력 (1 bar)에서 비점이 물보다 낮고 보통 -30℃ 이하인 생성물 가스 B의 성분 (즉, 응축 또는 휘발되기 어려운 성분)을 주로 포함하는 잔류 가스의 스트림이 통상 예를 들어 분리 내부물을 포함하는 특정 분리 컬럼의 상부에 남아있으며, 여기서 생성물 가스 B는 예를 들어 통상 그의 직접 및/또는 간접 냉각이 진행된 후 더 낮은 구획으로 공급된다는 것이다. 그러나, 잔류 가스는 예를 들어 또한 여전히 수증기 및 아크릴산과 같은 성분을 포함할 수 있다.A common feature of the separation process is that it mainly comprises (as already mentioned) a component of the product gas B (i.e., a component that is difficult to condense or volatilize) at a standard pressure (1 bar) lower than the boiling point water and usually below -30 ° C A stream of residual gas is usually left on top of a particular separation column, for example containing a separating column, wherein the product gas B is fed into the lower compartment, for example, usually after its direct and / or indirect cooling has proceeded . However, the residual gas may also include, for example, still components such as water vapor and acrylic acid.

분리 컬럼의 더 낮은 구획에서, 특정 표적 생성물을 비롯하여 통상 생성물 가스 B의 덜 휘발성인 성분이 주로 응축상에서 수득된다. 응축된 수성상은 일반적으로 측면 취출 및/또는 하부를 통해 제거된다. In the lower compartment of the separation column, the less volatile components of the product gas B, including the particular target product, are mainly obtained on the condensation. The condensed aqueous phase is generally removed via lateral extraction and / or through the bottom.

전형적으로, (주요) 잔류 가스는 하기 함량을 포함한다:Typically, the (main) residual gas comprises the following contents:

H2O 1 내지 20 부피%,1 to 20% by volume of H 2 O,

N2 0 내지 80 부피%,N2 0 to 80% by volume,

프로판 10 내지 90 부피%,10 to 90% by volume of propane,

H2 0 내지 20 부피%,H2 0 to 20% by volume,

O2 0 내지 10 부피%,O2 0 to 10% by volume,

CO2 1 내지 20 부피%, 및CO2 1 to 20% by volume, and

CO 0 이상 내지 5 부피%.CO 0 to 5% by volume.

아크롤레인 및 아크릴산의 함량은 일반적으로 각 경우 1 부피% 이하이다.The content of acrolein and acrylic acid is generally not more than 1 volume% in each case.

바람직한 (주요) 잔류 가스는The preferred (main) residual gas is

1 내지 5 부피%의 H2O,1 to 5 vol% H 2 O,

10 내지 80 부피%의 프로판,10 to 80% by volume of propane,

0 내지 5 부피%의 N2,0 to 5% by volume of N 2 ,

0 내지 20 부피%의 H2,0 to 20% by volume of H 2 ,

1 내지 10 부피%의 O2,1 to 10% by volume of O 2 ,

0 내지 5 부피%의 CO, 및0 to 5% by volume of CO, and

1 내지 15 부피%의 CO2를 포함한다.1 to 15% by volume of CO 2 .

전형적으로, 잔류 가스는 본 발명에 따라 분리 구역 II에서 1 bar 이상 및 3 bar 이하, 바람직하게는 2.5 bar 이하, 일반적으로는 2 bar 이하의 압력으로 유출된다. 잔류 가스의 온도는 통상적으로 100℃ 이하, 일반적으로는 50℃ 이하 (그러나 전형적으로는 0℃ 이상)이다.Typically, the residual gas is discharged in the separation zone II at a pressure of at least 1 bar and at most 3 bar, preferably at most 2.5 bar, generally at most 2 bar, according to the invention. The temperature of the residual gas is typically less than or equal to 100 ° C, typically less than or equal to 50 ° C (but typically greater than or equal to 0 ° C).

적절하게는 응용 관점에서, 잔류 가스에 존재하는 프로판은 분리 구역 III에서 적절하게는 5 내지 50 bar, 바람직하게는 10 내지 25 bar의 압력에서 흡수된다. 압축 구역에서, 분리 구역 II를 떠난 잔류 가스는 통상 프로판의 흡수 제거에 유리한 압력으로 압축될 것이다 (이는 유리하게는 여러 단계에서 수행됨). 바람직하게는 본 발명에 따라, 잔류 가스의 압축은 제1 압축 단계에서 다단계, 예를 들어 터보압축기 (방사형 압축기; 예를 들어 독일 만네스만(Mannesmann) DEMAG로부터의 MH4B 유형의 방사형 압축기) (본원에서 잔류 가스 압축기로도 지칭됨)를 이용하여 본질적으로 반응 구역 A에서의 작용 압력에 상응하는 작용 압력으로 수행된다 (예를 들어 1.20 bar 내지 2.40 bar; 일반적으로 압축은 제1 압축 단계에서 반응 구역 A에 사용된 작용 압력을 다소 초과한 압력으로 수행됨). 이는 잔류 가스를 예를 들어 50℃ 이하로 가열시킨다. 프로판 흡수에 제공된 전체 잔류 가스가 아닐 경우, 기재된 바와 같이 압축된 잔류 가스는 적절하게는 동일한 조성의 두 부분으로 나누어진다. 더 작은 부분의 비율은 예를 들어 총량의 49% 이하, 바람직하게는 40% 이하, 또는 30% 이하, 또는 20% 이하, 또는 10% 이하일 수 있다. 또한, 총량의 10% 이상 및 49% 이상일 수 있다.Suitably from an application point of view, the propane present in the residual gas is suitably absorbed in the separation zone III at a pressure of from 5 to 50 bar, preferably from 10 to 25 bar. In the compression zone, the residual gas leaving the separation zone II will usually be compressed to a pressure favorable to absorption of the propane (which is advantageously carried out in several stages). Preferably, in accordance with the present invention, the compression of the residual gas is carried out in a first stage of compression, for example in a turbo compressor (radial compressor, for example a MH4B type radial compressor from Mannesmann DEMAG, Germany) (For example, 1.20 bar to 2.40 bar; generally, compression is effected in the first compression stage in the reaction zone A using a gas compressor, also referred to as a gas compressor), essentially at an operating pressure corresponding to the working pressure in the reaction zone A. With a pressure somewhat exceeding the working pressure used). This heats the residual gas to, for example, 50 캜 or lower. If not the total residual gas provided to the propane absorption, the compressed residual gas, as described, is suitably divided into two parts of the same composition. The proportion of the smaller portion can be, for example, 49% or less, preferably 40% or less, or 30% or less, or 20% or less, or 10% or less of the total amount. It may also be at least 10% and at least 49% of the total amount.

이 부분은 즉시 반응 구역 A로 재순환되기 위해 잔류 가스 순환 가스로 이용가능하다. 다른 부분은 프로판 흡수에 대해 고려된 작용 압력으로 추가 압축된다. 이는 원칙적으로 단지 1개의 추가 압축 단계에서 수행될 수 있다. 그러나, 유리하게는 본 발명에 따라, 2개 이상의 추가 압축 단계가 이 목적에 사용될 것이다. 이는 (제1 압축 단계에서 이미 나타낸 바와 같이) 가스의 압축이 그의 온도 증가와 관련된다는 사실 때문이다. 반대로, "프로판-스크러빙된(scrubbed)" 잔류 가스 (적절한 경우, H2 막 제거에 제공됨)의 감압 (팽창)은 그의 냉각과 관련된다. 이러한 감압이 마찬가지로 여러 단계에서 수행될 경우, 가열, 압축, 비-스크러빙된 잔류 가스와 냉각, 팽창, "프로판-스크러빙된" 잔류 가스 사이의 간접 열 교환은 각 경우 다음 단계 전에 수행될 수 있다. 이러한 열 교환 (압축된 잔류 가스의 간접 공기 냉각에 의해 추가로 지지될 수 있음)은 또한 제1 팽창 전에 사용될 수 있다 (간접 열 교환의 결과, 잔류 가스에 여전히 존재하는 임의의 수증기의 응축이 그 안에서 일어날 수 있음). 유리하게는 응용 관점에서, 상기 팽창은 (유리하게는 마찬가지로 다단계로) 팽창 터빈에서 수행된다 (이는 압축 에너지의 회수에 사용됨; 바꾸어 말하면, 팽창시 수득된 기계적 에너지가 모든 경우 (특히 실시예 및 비교예) 압축기 중 하나에 대한 추가 또는 주요 동력으로서 직접 이용되거나 전기를 생 성하는데 이용될 수 있음). 압축 또는 팽창 단계에 따라, 입구와 출구 압력 사이의 차이는 예를 들어 2 내지 15 bar일 수 있다.This portion is available immediately as a residual gas circulating gas to be recycled to the reaction zone A. The other part is further compressed with the working pressure considered for propane absorption. This can in principle be carried out in only one additional compression step. Advantageously, however, according to the present invention, two or more additional compression stages will be used for this purpose. This is due to the fact that the compression of the gas (as already indicated in the first compression step) is associated with its temperature increase. Conversely, the decompression (expansion) of a "propane-scrubbed" residual gas (where appropriate provided for H 2 film removal) is associated with its cooling. If this depressurization is likewise carried out in several stages, indirect heat exchange between the heated, compressed, non-scrubbed residual gas and cooling, expansion, and "propane-scrubbed" residual gas can be performed in each case before the next step. This heat exchange (which may additionally be supported by indirect air cooling of the compressed residual gas) can also be used prior to the first expansion (as a result of indirect heat exchange, the condensation of any water vapor still present in the residual gas, It can happen inside. Advantageously, from an application point of view, said expansion is carried out in an expansion turbine (advantageously also in a multistage manner) (this is used for the recovery of the compression energy; in other words, the mechanical energy obtained in the expansion, Ex) can be used directly as an additional or main power to one of the compressors, or it can be used to generate electricity). Depending on the compression or expansion step, the difference between the inlet and outlet pressures may be, for example, 2 to 15 bar.

압축된 잔류 가스에 존재하는 프로판이 분리 구역 III에서 압축된 잔류 가스로부터 유기 용매로 흡수되기 (유기 용매 (흡수제)에 의해 압축된 잔류 가스로부터 스크러빙 제거되기) 전에, 압축된 잔류 가스는 또다른 막 분리를 위한 추가 분리 구역에 제공되어, 그 안에 여전히 존재하는 적어도 일부분의 임의의 수소 분자를 제거할 수 있다. 이와 관련하여 적합한 분리막은 예를 들어 방향족 폴리이미드막, 예를 들어 UBE 인더스트리즈사(UBE Industries Ltd) 제품이다. 그 중에서, 특히 막 유형 A, B-H, C 및 D가 유용하다. 이러한 제거를 위해, UBE 인더스트리즈사의 B-H 폴리이미드막을 사용하는 것이 특히 바람직하다. 이 막의 경우 60℃에서 H2에 대한 수소 투과율은 0.7·10-3 [STP·cc/cm2·sec·cm Hg]이다. 이러한 목적을 위해, 압축된 잔류 가스는 일반적으로 관형을 가지며 (판형 또는 권취 모듈도 유용함) 수소 분자에만 투과성인 막을 통과할 수 있다. 그 결과 제거된 수소 분자는 다른 화학 합성에 추가로 사용될 수 있거나 반응 구역 A로 적어도 부분적으로 재순환될 수 있다 (적절하게는 반응 가스 A 충전 가스 혼합물의 성분으로서).Before the propane present in the compressed residual gas is absorbed into the organic solvent (scrubbed from the residual gas compressed by the organic solvent (absorbent)) from the residual gas compressed in the separation zone III, May be provided in an additional separation zone for separation to remove at least a portion of any hydrogen molecules still present therein. Suitable separation membranes in this context are, for example, aromatic polyimide membranes, such as UBE Industries Ltd. Of these, membrane types A, BH, C and D are particularly useful. For this removal, it is particularly preferred to use a BH polyimide film from UBE Industries. For this membrane, the hydrogen permeability for H 2 at 60 ° C is 0.7 · 10 -3 [STP · cc / cm 2 · sec · cm Hg]. For this purpose, the compressed residual gas is generally tubular (plate-type or winding modules are also useful) and can pass through membranes that are permeable only to hydrogen molecules. As a result, the removed hydrogen molecule may be used in addition to other chemical syntheses or at least partially recycled to reaction zone A (suitably as a component of the reaction gas A charge gas mixture).

압축된 잔류 가스로부터 수소 분자의 막 분리는 본 발명에 따라 적절한데, 이는 바람직하게는 마찬가지로 고압 (예를 들어 5 내지 50 bar, 전형적으로는 10 내지 25 bar) 하에서 수행되기 때문이다. 따라서, 본 발명에 따라, 적절한 경우 잔류 가스로부터 프로판 흡수 (프로판 스크러빙) 직전에 또는 다르게는 (바람직하 게는 본 발명에 따라) 잔류 가스의 프로판 스크러빙 (프로판 흡수) 직후에 수행되는 수소 막 분리를 수행하여, 유리한 방식으로 한번 증가한 압력 수준을 두번 이용하는 것이 유리하다. 판형 막 이외에, 권취형 막 또는 모세관형 막, 관형 막 (중공 섬유 막)이 특히 수소 제거에 유용하다. 이들의 내부 직경은 예를 들어 수 μm 내지 수 mm일 수 있다. 이러한 목적을 위해, 관다발 반응기의 관에 유사하게, 예를 들어 상기 관 막 다발이 각 경우 관의 각 말단에 하나의 판으로 캐스팅된다. 관 막 밖에서, 바람직하게는 감소된 압력 (1 bar 미만)이 우세하다. 승압 하의 잔류 가스 (또는 "프로판-스크러빙된" 잔류 가스)는 2개의 판 말단 중 하나로 전달되고, 관 내부를 통해 반대 판 말단에 존재하는 관 출구로 전달된다. 그 결과 관 내부에 한정된 유동 경로를 따라, 수소 분자가 H2 투과성 막을 통해 밖으로 방출된다.Membrane separation of hydrogen molecules from the compressed residual gas is suitable according to the invention because it is preferably also carried out under high pressure (for example 5 to 50 bar, typically 10 to 25 bar). Thus, according to the present invention, the hydrogen membrane separation which is carried out immediately before the propane absorption (propane scrubbing) from the residual gas, or alternatively immediately after the propane scrubbing (propane absorption) of the residual gas (preferably according to the invention) , It is advantageous to use twice the pressure level once increased in an advantageous manner. In addition to the plate membrane, a wound-up membrane or a capillary membrane or a tubular membrane (hollow fiber membrane) is particularly useful for hydrogen removal. Their inner diameter may be, for example, from several micrometers to several millimeters. For this purpose, similar to the tube of the vortex reactor, for example, the tube bundle is cast into one plate at each end of the tube in each case. Outside the tube, preferably a reduced pressure (less than 1 bar) prevails. The residual gas under pressure (or "propane-scrubbed" residue gas) is delivered to one of the two plate ends and is conveyed through the tube interior to the tube outlet at the opposite plate end. As a result, along the flow path defined within the tube, hydrogen molecules are released out through the H 2 permeable membrane.

남아있는 잔류 가스로부터 프로판 흡수의 수행 (반응 구역 B에서 부분 산화의 과정 중 비전환된 프로필렌은 일반적으로 프로판과 함께 흡수됨)은 본질적으로 어떠한 제한도 없다. 이러한 목적을 위한 단순한 방법은 예를 들어 남아있는 잔류 가스 (적절하게는 본 발명에 따라 온도가 10 내지 100℃, 바람직하게는 10 내지 70℃임)를, 5 내지 50 bar, 바람직하게는 10 내지 25 bar의 압력에서, 유리하게는 온도가 0 내지 100℃, 바람직하게는 20 내지 50℃ 또는 40℃이고 프로판 및 프로필렌을 (예를 들어 간단히 통과시켜) (적절하게는 남아있는 잔류 가스의 다른 성분보다 우선적으로) 흡수하는 유기 용매 (바람직하게는 소수성)와 접촉시키는 것이다There is essentially no restriction on the performance of the propane absorption from the remaining residual gas (the unconverted propylene is generally absorbed with propane during the course of partial oxidation in reaction zone B). A simple process for this purpose is, for example, to remove residual gas (suitably according to the invention, the temperature is 10 to 100 DEG C, preferably 10 to 70 DEG C) at a pressure of 5 to 50 bar, At a pressure of 25 bar, the temperature advantageously ranges from 0 to 100 占 폚, preferably from 20 to 50 占 폚 or 40 占 폚, and propane and propylene are passed (for example simply passing) (Preferably hydrophobic) absorbing organic solvent (preferably hydrophobic)

예를 들어, 이어서 반응 구역 A에 대해 불활성으로 거동하는 기체 (예를 들 어 N2) 및/또는 이 반응 구역에서 반응물로서 요구되는 기체 (예를 들어 공기 또는 또다른 산소 분자와 불활성 가스의 혼합물; 바람직하게는 수증기, 또는 수증기와 산소 분자의 혼합물, 또는 수증기와 공기의 혼합물)를 이용한 탈착 (순간 증발), 정류 및/또는 스트리핑은 분리 구역 IV에서 흡수물로부터 혼합물로 프로판 및 적절한 경우 프로필렌을 제거하여, 프로판-포함 공급 스트림으로서 반응 구역 A로 재순환시킬 수 있다.For example, a gas (e. G., N 2 ) that behaves inertly to reaction zone A and / or a gas required as a reactant in this reaction zone (e. G., Air or a mixture of another oxygen molecule and an inert gas Desorption (rectification, evaporation), rectification and / or stripping with water, preferably steam, or a mixture of water vapor and oxygen molecules, or a mixture of water vapor and air, And recycled to reaction zone A as a propane-containing feed stream.

상기 흡수 제거에 적합한 흡수제는 원칙적으로 프로판 및 프로필렌을 흡수할 수 있는 모든 흡수제이다. 흡수제는 바람직하게는 소수성 및/또는 고비점 유기 용매이다. 유리하게는, 이 용매의 비점 (표준 압력 1 bar에서)은 120℃ 이상, 바람직하게는 180℃ 이상, 우세하게는 200 내지 350℃, 특히 250 내지 300℃, 더 바람직하게는 260 내지 290℃이다. 적절하게는, 인화점 (표준 압력 1 bar에서)은 110℃ 초과이다. 흡수제로서 일반적으로 적합한 것은 비교적 비극성인 유기 용매, 예를 들어 바람직하게는 임의의 외부 활성 극성기를 포함하지 않는 지방족 탄화수소, 또한 방향족 탄화수소이다. 일반적으로, 흡수제는 프로판 및 프로필렌에 대해 동시에 매우 높은 용해도를 가지며 매우 높은 비점을 갖는 것이 바람직하다. 흡수제의 예에는 지방족 탄화수소, 예를 들어 C8-C20-알칸 또는 알켄, 또는 방향족 탄화수소, 예를 들어 파라핀-증류로부터의 중간 오일 분획물 또는 산소 원자 상에 벌키 (입체적으로 요구되는)기를 갖는 에테르, 또는 이들의 혼합물이 포함되며, 여기에 극성 용매, 예를 들어 DE-A 43 08 087에 개시된 디메틸 1,2-프탈레이트가 첨가될 수 있다. 또한, 벤조산 및 프탈산과 1 내지 8개의 탄소 원자를 포함하는 직쇄 알칸올의 에스테르, 예를 들어 n-부틸 벤조에이트, 메틸 벤조에이트, 에틸 벤조에이트, 디메틸 프탈레이트, 디에틸 프탈레이트, 및 또한 열 담체 오일로서 공지된 것, 예를 들어 디페닐, 디페닐 에테르 및 디페닐과 디페닐 에테르의 혼합물 또는 이들의 염소 유도체 및 트리아릴알켄, 예를 들어 4-메틸-4'-벤질디페닐메탄 및 이의 이성질체, 2-메틸-2'-벤질디페닐메탄, 2-메틸-4'-벤질디페닐메탄 및 4-메틸-2'-벤질디페닐메탄, 및 상기 이성질체의 혼합물이 적합하다. 적합한 흡수제는 디페닐과 디페닐 에테르의 용매 혼합물, 바람직하게는 특히 약 25 중량%의 디페닐 (비페닐) 및 약 75 중량%의 디페닐 에테르의 공비 조성물, 예를 들어 시판되는 디필(Diphyl, 등록상표) (예를 들어 바이엘 악티엔게젤샤프트(Bayer Aktiengesellschaft) 제품)이다. 종종, 이러한 용매 혼합물은 전체 용매 혼합물을 기준으로 0.1 내지 25 중량%의 양으로 첨가된 디메틸 프탈레이트와 같은 용매를 포함한다. 특히 적합한 흡수제는 또한 옥탄, 노난, 데칸, 운데칸, 도데칸, 트리데칸, 테트라데칸, 펜타데칸, 헥사데칸, 헵타데칸 및 옥타데칸이며, 이중 테트라데칸이 특히 적합한 것으로 밝혀졌다. 사용된 흡수제가 첫째로 상기 언급된 비점을 충족시키고, 둘째로 동시에 너무 고분자량을 갖지 않는 경우가 바람직하다. 유리하게는, 흡수제의 분자량은 300 g/mol 이하이다. 또한, DE-A 33 13 573에 기재된, 8 내지 16개의 탄소 원자를 갖는 파라핀 오일이 적합하다. 적합한 시판용 제품의 예에는 할테르만(Haltermann)에서 시판하는 제품, 예를 들어 할파솔(Halpasol) i, 예를 들어 할파솔 250/340 i 및 할파솔 250/275 i, 및 또한 명칭 PKWF 및 프린토 솔(Printosol) 하의 인쇄 잉크 오일이 있다. 방향족 물질을 함유하지 않는 시판용 제품, 예를 들어 PKWFaf 유형의 제품이 바람직하다. 이들이 소량의 잔류 방향족 물질을 포함하는 경우, 이들은 기재된 사용 전에 유리하게는 정류 및/또는 흡착에 의해 감소되고 유의하게는 1000 중량ppm 미만의 값으로 낮춰질 수 있다. 추가로 적합한 시판용 제품에는 n-파라핀 (C13-C17) 또는 에르될-라피네리-엠스랜드 게엠베하(Erdoel-Raffinerie-Emsland GmbH)의 미하골(Mihagol, 등록상표), 콘데아 아우구스타 에스.피.에이.(CONDEA Augusta S.p.A.) (이탈리아 소재) 또는 사솔 이탤리 에스.피.에이.(SASOL Italy S.p.A.)의 린파르(LINPAR, 등록상표), 슬로바키아 소재 슬로브나프트(SLOVNAFT)의 통상적인 파라핀 (중) C14-C18이 있다.Suitable absorbents for absorption and removal are in principle all absorbents capable of absorbing propane and propylene. The sorbent is preferably a hydrophobic and / or high boiling organic solvent. Advantageously, the boiling point of the solvent (at a standard pressure of 1 bar) is at least 120 ° C, preferably at least 180 ° C, predominantly at from 200 to 350 ° C, especially from 250 to 300 ° C, more preferably from 260 to 290 ° C . Suitably, the flashpoint (at standard pressure 1 bar) is above 110 ° C. Generally suitable as the absorbent are organic solvents which are relatively nonpolar, for example aliphatic hydrocarbons which preferably do not contain any external active polar groups, and also aromatic hydrocarbons. In general, it is preferred that the absorbent has a very high solubility simultaneously for propane and propylene and has a very high boiling point. Examples of absorbents include aliphatic hydrocarbons such as C 8 -C 20 - alkane or alkene, an aromatic hydrocarbon, such as paraffin-ether intermediate having a group five days fraction or bulky (sterically are required) on the oxygen atom from the distillation , Or a mixture thereof, to which a polar solvent, for example dimethyl 1,2-phthalate as disclosed in DE-A 43 08 087, may be added. Also suitable are esters of benzoic acid and phthalic acid and straight chain alkanols containing from 1 to 8 carbon atoms, such as n-butyl benzoate, methyl benzoate, ethyl benzoate, dimethyl phthalate, diethyl phthalate, For example, diphenyl, diphenyl ether, mixtures of diphenyl and diphenyl ethers or chlorine derivatives thereof, and triarylalkenes such as 4-methyl-4'-benzyldiphenylmethane and its isomers , 2-methyl-2'-benzyldiphenylmethane, 2-methyl-4'-benzyldiphenylmethane and 4-methyl-2'-benzyldiphenylmethane, and mixtures of the above isomers. Suitable absorbents are the azeotropic compositions of solvent mixtures of diphenyl and diphenyl ethers, preferably in particular about 25% by weight of diphenyl (biphenyl) and about 75% by weight of diphenyl ether, for example commercially available diphenyls (E.g., Bayer Aktiengesellschaft). Often, such a solvent mixture comprises a solvent such as dimethyl phthalate added in an amount of 0.1 to 25% by weight based on the total solvent mixture. Particularly suitable absorbents are also octane, nonane, decane, undecane, dodecane, tridecane, tetradecane, pentadecane, hexadecane, heptadecane and octadecane, with tetradecane being particularly suitable. It is preferable that the used absorbent first meet the above-mentioned boiling point and secondly does not have a too high molecular weight at the same time. Advantageously, the molecular weight of the sorbent is less than 300 g / mol. Also suitable are paraffin oils having 8 to 16 carbon atoms, as described in DE-A 33 13 573. Examples of suitable commercial products include products commercially available from Haltermann, such as Halpasol i, such as Halfasol 250/340 i and Halfasol 250/275 i, There is a printing ink oil under Printosol. Commercial products that do not contain aromatics, such as products of the PKWFaf type, are preferred. If they contain a small amount of residual aromatics, they may be advantageously reduced prior to use by rectification and / or adsorption and may be lowered significantly to a value of less than 1000 ppm by weight. Additional suitable commercially available products include n- paraffin (C 13 -C 17) or Toulon be - Raffine re-Ems land Michaela goal geem beha (Erdoel-Raffinerie-Emsland GmbH) (Mihagol, registered trademark), Conde Ah Augusta LINPAR (registered trademark) of SASOL Italy SpA, and SLOVNAFT of Slovakia), which are common in CONDEA Augusta SpA (Italy) or SASOL Italy SpA there are a paraffin (in) C 14 -C 18.

상기 언급된 선형 탄화수소 제품에서 (기체 크로마토그래피 분석의 면적 백분율로 기록된) 함량은 전형적으로 하기와 같다:In the above-mentioned linear hydrocarbon products, the content (recorded by area percentage of gas chromatography analysis) is typically as follows:

총 C9 내지 C13: 1% 미만; C14: 30 내지 40%; C15: 20 내지 33%; C16: 18 내지 26%; C17: 18% 이하; C≥18: 2% 미만.Total C 9 to C 13 : less than 1%; C 14 : 30 to 40%; C 15 : 20 to 33%; C 16 : 18 to 26%; C 17 : 18% or less; C ≥ 18 : less than 2%.

사솔 제품의 전형적인 조성은 하기와 같다:A typical composition of a zeol product is as follows:

C13: 0.48%; C14: 39.8%; C15: 20.8%; C16: 18.9%; C17: 17.3%; C18: 0.91%; C19: 0.21%.C 13 : 0.48%; C 14 : 39.8%; C 15 : 20.8%; C 16 : 18.9%; C 17 : 17.3%; C 18 : 0.91%; C 19: 0.21%.

할테르만 제품의 전형적인 조성은 하기와 같다:Typical compositions of Haltermann products are as follows:

C13: 0.58%; C14: 33.4%; C15: 32.8%; C16: 25.5%; C17: 6.8%; C≥18: 0.2% 미만.C 13 : 0.58%; C 14 : 33.4%; C 15: 32.8%; C 16 : 25.5%; C 17 : 6.8%; C ≥ 18 : less than 0.2%.

연속 작업에서, 흡수제의 조성은 공정의 결과로 상응하게 변할 것이다.In continuous operation, the composition of the absorbent will vary correspondingly as a result of the process.

흡수는 컬럼 또는 켄칭 장치에서 수행될 수 있다. 병류 또는 (바람직하게는) 역류로 작업하는 것이 가능하다. 적합한 흡수 컬럼에는 예를 들어 (버블-캡 및/또는 체 트레이를 갖는) 트레이 컬럼, 구조화된 팩킹을 갖는 컬럼 (예를 들어 비표면적 100 내지 1000 m2/m3 또는 750 m2/m3의 시트 금속 팩킹, 예를 들어 멜라팍(Mellapak, 등록상표) 250 Y) 및 랜덤 팩킹을 갖는 컬럼 (예를 들어 라쉬그(Raschig) 팩킹으로 채워짐)이 있다. 그러나, 유하식(trickle) 및 분무 탑, 흑연 블록 흡수제, 표면 흡수제, 예를 들어 후막 및 박막 흡수제, 및 또한 판 스크러버, 교차-분무 스크러버 및 회전 스크러버를 사용하는 것이 또한 가능하다. 또한, 흡수가 내부물 함유 및 무함유 버블 컬럼에서 일어나도록 허용하는 것이 바람직할 수 있다.Absorption can be performed in a column or a quenching apparatus. It is possible to work in parallel or (preferably) countercurrent. Suitable has an absorption column, for example - of (bubble cap and / or having a sieve tray) column (e. G. A specific surface area 100 has a tray column, a structured packing to 1000 m 2 / m 3 or 750 m 2 / m 3 Sheet metal packing, such as Mellapak (R) 250 Y) and columns with random packing (e.g. filled with Raschig packing). However, it is also possible to use trickle and spray towers, graphite block sorbents, surface sorbents such as thick and thin sorbents, and also plate scrubbers, cross-spray scrubbers and rotary scrubbers. It may also be desirable to allow the absorption to take place in the internal water-containing and non-containing bubble columns.

프로판 및 적절한 경우 프로필렌은 흡수제 (흡수물)로부터 스트리핑, 순간 증발 (플래슁) 및/또는 증류 (정류)에 의해 제거될 수 있다.Propane and, if appropriate, propylene can be removed by stripping, flashing and / or distillation (rectification) from the absorbent (absorbent).

프로판 및 프로필렌은 바람직하게는 흡수제로부터 스트리핑 및/또는 탈착에 의해 제거된다. 탈착은 압력 및/또는 온도 변화에 의해, 예를 들어 0.1 내지 10 bar, 또는 1 내지 5 bar, 또는 1 내지 3 bar의 압력 및 0 내지 200℃, 특히 20 내지 100℃, 더 바람직하게는 30 내지 70℃, 특히 바람직하게는 30 내지 50℃의 압력에서 통상적인 방식으로 수행될 수 있다. 스트리핑에 바람직한 스트리핑 가스는 수증기이다. 유용안 대안물은 질소 분자 또는 질소 분자와 수증기의 혼합물이다. 그러나, 이산화탄소 또는 이와 수증기 및/또는 질소와의 혼합물도 본 발명에 따라 적합한 스트리핑 가스이다. 스트리핑에 특히 적합한 것은 또한 내부물 함유 및 무함유 버블 컬럼이다.Propane and propylene are preferably removed by stripping and / or desorption from the absorbent. The desorption can be effected by pressure and / or temperature changes, for example at a pressure of from 0.1 to 10 bar, or from 1 to 5 bar, or from 1 to 3 bar and at a temperature of from 0 to 200 ° C, especially from 20 to 100 ° C, Deg.] C to 70 [deg.] C, particularly preferably 30 to 50 [deg.] C. A preferred stripping gas for stripping is water vapor. A useful ophthalmic alternative is a mixture of nitrogen molecules or nitrogen molecules and water vapor. However, a mixture of carbon dioxide or water vapor and / or nitrogen is also a suitable stripping gas according to the present invention. Particularly suitable for stripping is also an internal water-containing and free bubble column.

프로판 및 적절한 경우 프로필렌은 또한 흡수제 (흡수물)로부터 증류 또는 정류에 의해 제거될 수 있으며, 이 경우 당업자에게 친숙하고 구조화된 팩킹, 랜덤 팩킹 또는 상응하는 내부물을 갖는 컬럼이 사용될 수 있다. 증류 또는 정류에서 가능한 조건은 0.01 내지 5 bar, 또는 0.1 내지 4 bar, 또는 1 내지 3 bar의 압력 및 50 내지 300℃, 특히 150 내지 250℃의 (하부) 온도이다.Propane and, if appropriate, propylene can also be removed by distillation or rectification from the absorbent (absorbent), in which case a column familiar with the skilled person and having structured packing, random packing or corresponding internals can be used. Possible conditions for the distillation or rectification are a pressure of 0.01 to 5 bar, or 0.1 to 4 bar, or a pressure of 1 to 3 bar and a (lower) temperature of 50 to 300 ° C, especially 150 to 250 ° C.

반응 구역 A를 충전시키는데 사용하기 전에, 흡수물로부터 스트리핑에 의해 수득한 프로판 순환 가스는 분리 구역 IV에서 추가 공정 단계에 보내져, 예를 들어 비말동반된 흡수제의 손실을 감소시키고 (예를 들어 데미스터(demister) 및/또는 심청 여과기에서의 분리), 그 결과 동시에 흡수제로부터 반응 구역을 보호할 수 있다. 이러한 흡수제의 제거는 당업자에게 공지된 모든 공정 변볍에 의해 수행될 수 있다. 본 발명의 방법에서 바람직한 상기 제거 실시양태의 예는 스트리핑 장치로부터 배출된 스트림을 물로 켄칭하는 것이다. 이 경우, 흡수제에서 이러한 적재된 배출 스트림이 물로 세척 제거되고, 배출 스트림은 동시에 물로 적재된다. 이러한 세척, 즉 켄칭은 예를 들어 탈착 컬럼의 상부에서 액체 수집 트레이, 물의 역분무에 의해 또는 전용 장치에서 수행될 수 있다. 분리 효과를 촉진하기 위해, 정류, 흡착 및 탈착으로부터 당업자에게 공지된 바와 같이, 켄칭 챔버에서 켄칭 표면적을 증가시키는 내부물을 설치하는 것이 가능하다.Before being used to fill the reaction zone A, the propane circulating gas obtained by stripping from the absorbent may be sent to further processing steps in the separation zone IV, for example to reduce the loss of entrained sorbent (e. G. (demister) and / or separation in a deep-seated filter), so that the reaction zone can be protected from the absorbent at the same time. Removal of such an absorbent can be accomplished by any process modification known to those skilled in the art. An example of such a preferred removal embodiment in the process of the present invention is to quench the stream discharged from the stripping apparatus with water. In this case, the entrained effluent stream in the absorbent is washed away with water, and the effluent stream is simultaneously loaded with water. This washing, or quenching, can be performed, for example, by a liquid collection tray at the top of the desorption column, by back spraying of water, or in a dedicated device. In order to facilitate the separation effect, it is possible to provide an internal water which increases the quenching surface area in the quenching chamber, as is known to those skilled in the art from rectification, adsorption and desorption.

프로판 (및 적절한 경우 프로필렌)을 포함하는 흡수물을 프로판 (및 적절한 경우 프로필렌)의 제거에 적절한 압력으로 감압하는 것은 본 발명에 따른 방법에서 예를 들어 밸브 또는 역펌프에 의해 수행될 수 있다. 역펌프의 경우 방출된 기계적 에너지는 적절하게는 본 발명에 따라, (예를 들어 탈착 컬럼 또는 스트리핑 컬럼에서) 프로판 (및 적절한 경우 프로필렌)이 제거된 흡수제를 재압축시키는데 사용되기도 한다. 일반적으로, 프로판이 제거된 흡수물은 (적절하게는 본 발명에 따라 펌프에 의해 흡착 압력으로 재압축된) 흡수제로서 재사용되어 분리 구역 III에서 잔류 가스로부터 프로판을 제거할 수 있다.Decompression of the absorbent comprising propane (and, if appropriate, propylene) to a pressure suitable for the removal of propane (and propylene if appropriate) can be carried out, for example, by a valve or a reverse pump in the process according to the invention. In the case of an inverse pump, the released mechanical energy is suitably used according to the invention to recompress the absorber from which propane (and, if appropriate, propylene) has been removed (for example in a desorption column or stripping column). In general, the propane-free absorbent can be reused as an absorbent (suitably recompressed by the pump at the adsorption pressure according to the invention) to remove the propane from the residual gas in the separation zone III.

특히 유리하게는 본 발명에 따라, 프로판은 분리 구역 IV에서 흡수물로부터 1.5 또는 2 내지 5 bar, 바람직하게는 2 초과 내지 5 bar, 더 바람직하게는 2.5 내지 4.5 bar, 가장 바람직하게는 3 내지 4 bar의 압력에서 제거된다.Particularly advantageously according to the invention, propane is separated from the absorption in the separation zone IV by 1.5 or 2 to 5 bar, preferably from 2 to 5 bar, more preferably from 2.5 to 4.5 bar, most preferably from 3 to 4 bar bar pressure.

상기 언급된 작업 압력에서 흡수물로부터의 프로판 제거가 매우 특히 유리한데, 이는 상기 작업 압력에서 수득된 프로판 순환 가스가 반응 구역 A로 직접 재 순환될 수 있기 때문이다. 이러한 프로판 순환 가스는 DE-A 102 11 275의 교시에 따른 제트 펌프 원리에 의해 탈수소화 순환 가스 유동에 대한 구동 제트로서 사용될 수 있다. 적절하게는 본 발명에 따라, 프로판 순환 가스는 미리 고온 반응 가스 A 및/또는 고온 생성물 가스 A와의 간접 열 교환에 의해 반응 구역 A에서 적절한 온도로 가열된다.The removal of propane from the absorbent at the above-mentioned working pressure is very particularly advantageous because the propane circulating gas obtained at the working pressure can be directly recycled to the reaction zone A. This propane circulating gas can be used as a driving jet for the dehydrogenation circulating gas flow by means of the jet pump principle according to the teaching of DE-A 102 11 275. Suitably according to the invention, the propane circulating gas is preheated to a suitable temperature in the reaction zone A by indirect heat exchange with the hot reaction gas A and / or the hot product gas A in advance.

분리 구역 IV에서 프로판-포함 흡수물로부터 탈착 및/또는 수증기에 의한 스 트리핑으로 수득된 프로판 순환 가스의 전형적인 함량은 본 발명에 따른 방법에서 하기와 같을 수 있다:The typical content of propane circulating gas obtained by desorption and / or steam stripping from the propane-containing absorbent in the separation zone IV may be as follows in the process according to the invention:

프로판 80 내지 99.99 mol%,80 to 99.99 mol% propane,

프로필렌 0 내지 5 mol%, 및0 to 5 mol% of propylene, and

H2O 0 내지 20 mol%.H 2 O 0 to 20 mol%.

다수의 경우, 프로판 순환 가스의 함량은 하기와 같다:In many cases, the content of propane circulating gas is as follows:

프로판 80 내지 99 mol%,80 to 99 mol% of propane,

프로필렌 1 내지 4 mol%, 및1 to 4 mol% of propylene, and

H2O 2 내지 15 mol%.H 2 O 2 to 15 mol%.

새로운 프로판 (조 프로판의 성분으로서) 및 프로판 순환 가스 및 적절한 경우 탈수소화 순환 가스 이외에, (적절하게는 압축된) 잔류 가스 순환 가스 및/또는 하나의(또다른) 산소 분자-포함 가스가 반응 구역 A에 추가로 공급되는 경우, 조 프로판 및 잔류 가스 순환 가스 및/또는 산소 분자-포함 가스는 적절하게는 응용 관점에서 미리 혼합되어 제1 가스 혼합물을 제공하고, 이러한 제1 가스 혼합물 (바람직하게는 고온 반응 가스 A 및/또는 생성물 가스 A와의 간접 열 교환에 의해 가열된 후)은 프로판 순환 가스 또는 이와 탈수소화 순환 가스의 혼합물 (바람직하게는 마찬가지로 고온 반응 가스 A 및/또는 생성물 가스 A와의 간접 열 교환에 의해 상응하게 가열된 후)과 혼합되며, 생성물 가스 혼합물은 반응 가스 A 충전 가스 혼합물로서 반응 구역 A로 전달된다. 유리하게는, 수소 분자가 또한 생성된 가스 혼 합물에 첨가된 후 이것이 반응 가스 A 충전 가스 혼합물로서 반응 구역 A로 공급된다. In addition to the new propane (as a component of crude propane) and propane circulating gas and, if appropriate, dehydrogenated recycle gas, a residual gas recycle gas (suitably compressed) and / or one (other) A, the crude propane and the residual gas circulating gas and / or the oxygen molecule-containing gas are suitably mixed in advance from an application point of view to provide a first gas mixture, and this first gas mixture (After being heated by indirect heat exchange with the high temperature reaction gas A and / or the product gas A) is preferably a mixture of a propane circulating gas or a dehydrogenated recirculating gas (preferably an indirect heat of the high temperature reaction gas A and / ), And the product gas mixture is passed to the reaction zone A as the reaction gas A charge gas mixture The. Advantageously, hydrogen molecules are also added to the resulting gas mixture, which is then fed into reaction zone A as reaction gas A charge gas mixture.

본 발명에 따른 방법에서 산소 분자-포함 가스에 대한 요건은 적절하게는 응용 관점에서 통상적인 공급원으로부터 취해진다 (커버된다).The requirements for the oxygen molecule-containing gas in the process according to the present invention are suitably taken from (and covered from) conventional sources from an application point of view.

본 발명에 따라, 조 프로판은 적절하게는 간접 열 교환에 의해 분리 구역 II에서 수득된 응축물 (예를 들어 산성수)에 의해 증발된다 (그렇게 하여 냉각된 응축물은 새로운 응축물을 수득하기 위해 분리 구역 II에서 직접 냉각에 사용될 수 있음). 별법으로, 다른 액체상 (적절하게는 온도가 20 내지 40℃, 바람직하게는 25 내지 35℃임)이 또한 조 프로판을 증발시킬 목적으로 간접 열 교환을 위한 열 담체로서 사용될 수 있다. 조 프로판을 추가 가열하기 위해, 전형적으로 본 발명에 따른 방법에서 (예를 들어 부분 산화의 과정 중에 얻은 공정 열의 제거 과정 중) 부산물로서 풍부하게 수득되는 고온 수증기와의 간접 열 교환 (예를 들어 5 bar 및 152℃에서 이용가능할 수 있음)이 일반적으로 사용된다.In accordance with the present invention, crude propane is evaporated by condensation (e. G. Acidic water) obtained in separation zone II, suitably by indirect heat exchange (so that the cooled condensate is condensed to obtain a new condensate Can be used for direct cooling in separation zone II). Alternatively, other liquid phases (suitably at a temperature of 20 to 40 占 폚, preferably 25 to 35 占 폚) may also be used as thermal carriers for indirect heat exchange for the purpose of vaporizing crude propane. In order to further heat the crude propane, indirect heat exchange with the hot water vapor, which is typically obtained as a by-product in the process according to the invention (for example during the removal of the process heat obtained during the partial oxidation process) bar and 152 < 0 > C) are generally used.

필요한 경우, 소량의 흡수제는 분리 구역 IV에서 연속적으로 방출되고, 새로운 흡수제에 의해 대체된다. 방출된 흡수제는 정류에 의해 후처리되어 새로운 흡수제를 제공할 수 있다. 기재된 바와 같이 압축되고, 미리 "프로판-스크러빙"되고, 이어서 적절한 경우 막 수소 제거된 잔류 가스는 일반적으로 잔류물 회화 (오프가스(offgas) 회화)에 보내진다. 또한, 분리 구역 II에서 제거된 고 비점물 및 분리 구역 II 및 적절한 경우 분리 구역 II와 분리 구역 III 사이에서 형성된 수성 응축물 (예를 들어 산성수)은 적절한 경우 천연 가스 공급에 의해 지지되며 산소 연소를 위한 공급원으로서 공기를 사용하여 수행되는 상기 회화로 전달된다. 이러한 회화의 고온 오프가스는 전형적으로 물과의 간접 열 교환에 사용되어 수증기를 생성하고, 이어서 일반적으로 대기로 방출된다. 통상적으로, 이는 산소 분자, 질소 분자, 수소 분자 및 이산화탄소로 배타적으로 구성된다. 마지막으로, 아크릴산 및/또는 아크롤레인을 포함하는 응축상이 본 발명에 따른 방법에서 발생할 때마다, 동일한 중합 억제제가 첨가된다는 것이 강조되어야 한다. 유용한 상기 중합 억제제는 원칙적으로 공지된 모든 공정 억제제이다. 예를 들어, 페노티아진 및 히드로퀴논의 메틸 에테르가 본 발명에 따라 특히 적합하다. 산소 분자의 존재는 중합 억제제의 효과를 증가시킨다. If necessary, a small amount of the absorbent is continuously released in the separation zone IV and replaced by a new absorbent. The released absorbent may be post-treated by rectification to provide a fresh absorbent. The residual gas, which is compressed as described and pre-"propane-scrubbed" and then, if appropriate, membrane hydrogenated, is typically sent to residue conversions (offgas conversions). Furthermore, the high boiling point water removed in the separation zone II and the aqueous condensate (for example acidic water) formed between the separation zone II and, where appropriate, the separation zone II and the separation zone III, are supported, if appropriate, Which is carried out using air as a source for < RTI ID = 0.0 > a < / RTI > The hot offgas of this painting is typically used for indirect heat exchange with water to produce water vapor, which is then generally discharged to the atmosphere. Typically, it consists exclusively of oxygen molecules, nitrogen molecules, hydrogen molecules and carbon dioxide. Finally, it should be emphasized that the same polymerization inhibitor is added whenever a condensation phase comprising acrylic acid and / or acrolein occurs in the process according to the invention. Useful polymerization inhibitors useful in principle are all known process inhibitors. For example, methylethers of phenothiazine and hydroquinone are particularly suitable according to the present invention. The presence of oxygen molecules increases the effectiveness of polymerization inhibitors.

본 발명에 따른 방법에 의해 수득된 아크롤레인은 문헌 US-A 6,166,263 및 US-A 6,187,963에 언급된 아크롤레인 후속 생성물로 전환될 수 있다. 이들에는 1,3-프로판디올, 메티오닌, 글루타르알데히드 및 3-피콜린이 포함된다.The acrolein obtained by the process according to the invention can be converted into the acrolein follow-up product mentioned in documents US-A 6,166,263 and US-A 6,187,963. These include 1,3-propanediol, methionine, glutaraldehyde and 3-picoline.

분리 구역 III에서 최대 작용 압력을 갖는 본 발명에 따른 방법이 바람직하다.The method according to the invention having the maximum working pressure in the separation zone III is preferred.

유리하게는, 본 발명에 따른 방법의 상이한 구역에서 작업 압력 P (각 경우 특정 구역으로의 입구에서 측정됨)에 대해, 하기 상관관계 (관계식)가 적용된다:Advantageously, for a working pressure P (in each case measured at the inlet to a particular zone) in different zones of the method according to the invention, the following correlation (relational expression) applies:

P반응 구역 A > P분리 구역 I > P반응 구역 B > P분리 구역 II < P분리 구역 III > P분리 구역 IV > P반응 구역 A.P reaction zone A > P separation zone I > P reaction zone B > P separation zone II <P separation zone III > P separation zone IV > P reaction zone A.

분리 구역 I은 또한 없을 수 있다.The separation zone I may also be absent.

또한, 본 발명에 따른 방법은, 특히 반응 가스 A가 촉매 및/또는 불활성층 외측에 460℃ 이하, 바람직하게는 440℃ 이하에서 산소 분자를 포함하는 경우, 반응 가스 A의 온도를 유지하여 특히 프로판의 목적하지 않은 연소 반응 및 열분해를 최소화하는데 유리하다.In addition, the method according to the present invention can maintain the temperature of the reaction gas A, especially when the reaction gas A contains oxygen molecules at 460 DEG C or lower, preferably 440 DEG C or lower, outside the catalyst and / or the inert layer, Which is advantageous for minimizing the undesired combustion reaction and pyrolysis.

실시예 및 비교예Examples and Comparative Examples

I. 수소 분자의 부재 및 존재 하에서 아크릴산으로의 프로필렌의 불균질 촉매화 2-단계 부분 산화의 장기간 작업I. Inhomogeneous catalysis of propylene to acrylic acid in the absence and presence of hydrogen molecules Long-term operation of two-stage partial oxidation

A) 반응 기기의 일반 실험 설정A) General experimental setup of reaction equipment

제1 산화 단계에 대한 반응기The reactor for the first oxidation step

반응기는 스테인레스강 자켓형 원통으로 이루어졌다 (원통 가이드 관은 원통 외부 용기에 의해 둘러싸여짐). 벽 두께는 항상 2 내지 5 mm였다.The reactor consisted of a stainless steel jacketed cylinder (the cylindrical guide tube was enclosed by a cylindrical outer container). The wall thickness was always 2 to 5 mm.

외부 원통의 내경은 91 mm였다. 가이드 관의 내경은 대략 60 mm였다.The inner diameter of the outer cylinder was 91 mm. The inner diameter of the guide tube was approximately 60 mm.

상부 및 하부에서, 자켓형 원통은 뚜껑과 기저로 각각 종결되었다.At the top and bottom, the jacket-shaped cylinder was terminated with a lid and a base respectively.

촉매관 (총 길이 400 cm, 내경 26 mm, 외경 30 mm, 벽 두께 2 mm, 스테인레스강)을 각 경우 뚜껑 및 기저를 통해 그의 더 높거나 낮은 말단에서 (밀봉 방식으로) 조금 돌출되도록 원통 용기의 가이드 관에 수용하였다. 열 교환 매체 (53 중량%의 질산칼륨, 40 중량%의 아질산나트륨 및 7 중량%의 질산나트륨으로 이루어진 염 용융물)을 원통 용기에 동봉하였다. 원통 용기 (400 cm) 내에서 촉매관의 전체 길이에 걸쳐 촉매관의 외부 벽에 매우 균질한 열 경계 조건을 보장하기 위해, 열 교환 매체를 프로펠러 펌프에 의해 순환 펌핑하였다.The catalytic tube (total length 400 cm, inner diameter 26 mm, outer diameter 30 mm, wall thickness 2 mm, stainless steel) was extruded through the lid and base at its higher or lower end And received in a guide tube. A heat exchange medium (salt melt consisting of 53 wt% potassium nitrate, 40 wt% sodium nitrite and 7 wt% sodium nitrate) was enclosed in a cylindrical vessel. The heat exchange medium was cyclically pumped by a propeller pump to ensure a very homogeneous thermal boundary condition on the outer wall of the catalyst tube over the entire length of the catalyst tube in a cylindrical vessel (400 cm).

외부 자켓에 부착된 전기 히터가 열 교환 매체의 온도를 목적하는 수준으로 조절하였다. 달리, 공기 냉각이 있었다.An electric heater attached to the outer jacket adjusted the temperature of the heat exchange medium to the desired level. Otherwise, there was air cooling.

반응기 충전:Reactor charge:

제1-단계 반응기 위에서 볼 때, 제1-단계 반응기의 염 용융물 및 충전 가스 혼합물을 병류로 전달하였다. 충전 가스 혼합물을 제1-단계 반응기에 하부에서 유입시켰다. 이를 각 경우 온도 165℃의 반응 관에 전달하였다.First stage reactor As seen above, the salt melt and the charge gas mixture of the first stage reactor were delivered in stream. The charge gas mixture was introduced into the first-stage reactor from the bottom. This was transferred to a reaction tube having a temperature of 165 ° C in each case.

염 용융물을 원통 가이드 관에 온도 Tin의 하부에서 유입시키고, 원통 가이드 관에 온도 Tout의 상부로 유출시켰다 (여기서 Tout은 Tin보다 2℃ 이하 높음).The salt melt was introduced into the cylindrical guide tube from the bottom of the temperature T in and flowed out to the top of the temperature T out in the cylindrical guide tube where T out was 2 ° C below T in .

제1 산화 단계의 출구에서 단일 통과로 97.8±0.1 몰%의 프로필렌 전환율이 항상 일어나도록 Tin을 조정하였다.The T in was adjusted so that at the outlet of the first oxidation step, a propylene conversion of 97.8 ± 0.1 mol% always occurred in a single pass.

촉매관 충전: (하부에서 상부로)Catalyst tube charging: (bottom to top)

구획 A: 길이 90 cmCompartment A: Length 90 cm

직경 4 내지 5 mm의 동석 구의 상류층.Upper layer of a bedrock having a diameter of 4 to 5 mm.

구획 B: 길이 100 cmCompartment B: Length 100 cm

치수 5 mm×3 mm×2 mm (외경×길이×내경)의 동석 환 30 중량%와 구획 C로부터의 비지지 촉매 70 중량%의 균질한 혼합물의 촉매 충전.Catalytic charging of a homogeneous mixture of 30% by weight of a continuous rock having dimensions of 5 mm x 3 mm x 2 mm (outer diameter x length x inner diameter) and 70% by weight unsupported catalyst from compartment C.

구획 C: 길이 200 cmCompartment C: Length 200 cm

DE-A 100 46 957의 실시예 1에 따른 환형 (5 mm×3 mm×2 mm=외경×길이×내 경) 비지지 촉매 (화학량론: [Bi2W2O9×2WO3]0.5 [Mo12Co5.5Fe2.94Si1.59K0.08Ox]1)의 촉매 충전.(5 mm x 3 mm x 2 mm = outer diameter x length x inner diameter) unsupported catalyst according to Example 1 of DE-A 100 46 957 (stoichiometry: [Bi 2 W 2 O 9 x 2WO 3 ] 0.5 [ Mo 12 Co 5.5 Fe 2.94 Si 1.59 K 0.08 O x ] 1 ).

구획 D: 길이 10 cm Compartment D: Length 10 cm

치수 7 mm×3 mm×4 mm (외경×길이×내경)의 동석 환의 하류층.Dimension Downstream layer of a sheet of 7 mm × 3 mm × 4 mm (outer diameter × length × inner diameter).

중간 냉각 및 중간 산소 공급 (2차 가스로서의 순수 O2)Intermediate cooling and intermediate oxygen supply (pure O 2 as secondary gas)

중간 냉각 (공기를 사용하여 간접적으로)을 위해, 제1 고정층 반응기를 빠져나가는 생성물 가스 혼합물을, 20 cm의 길이에 대해 중앙에 탑재되어 있고 치수 7 mm×3 mm×4 mm (외경×길이×내경)의 동석 환의 불활성 층으로 충전되어 있으며 제1-단계 촉매관 상에 직접 플랜지연결된 연결관 (길이 40 cm, 내경 26 mm, 외경 30 mm, 벽 두께 2 cm, 스테인레스강, 절연 물질 1 cm로 주위를 둘러쌈)을 통해 전달하였다.For intermediate cooling (indirectly using air), the product gas mixture exiting the first fixed bed reactor was loaded centrally for a length of 20 cm and had dimensions of 7 mm x 3 mm x 4 mm (outer diameter x length x (Length: 40 cm, inner diameter: 26 mm, outer diameter: 30 mm, wall thickness: 2 cm, stainless steel, insulated material: 1 cm) Surrounding it).

생성물 가스 혼합물을 항상 연결관에 온도 > Tin에서 유입시키고 (제1 단계), 온도 200℃ 초과 270℃ 미만의 온도로 유출시켰다.The product gas mixture was always introduced into the connection tube at a temperature > T in (step 1) and allowed to flow out at a temperature above 200 ° C and below 270 ° C.

연결관의 말단에서, 생성물 가스 혼합물의 압력 수준에서 산소 분자를 냉각된 생성물 가스 혼합물에 계량 첨가하였다. 생성된 가스 혼합물 (제2 산화 단계를 위한 충전 가스 혼합물)을 상기 연결관이 그의 다른 말단에 의해 마찬가지로 플랜지연결된 제2-단계 촉매관에 직접적으로 전달하였다. 계량 첨가된 산소 분자의 양은 생성된 가스 혼합물에 존재하는 O2 대 생성된 가스 혼합물에 존재하는 아크롤레인의 몰비가 1.3이 되도록 하였다.At the end of the connector, oxygen molecules were metered into the cooled product gas mixture at the pressure level of the product gas mixture. The resulting gas mixture (the charge gas mixture for the second oxidation step) was passed directly to the flanged second-stage catalyst tube by the other end of the connector. The amount of metered molecular oxygen was such that the molar ratio of acrolein present in the resulting gas mixture to the O 2 present in the resulting gas mixture was 1.3.

제2 산화 단계에 대한 반응기The reactor for the second oxidation step

제1 산화 단계와 동일한 설계인 촉매관 고정층 반응기를 사용하였다. 염 용융물 및 충전 가스 혼합물은 반응기 위에서 볼 때 병류로 전달하였다. 염 용융물을 하부에서 유입시키고, 충전 가스 혼합물도 마찬가지로 수행하였다. 염 용융물의 유입 온도 Tin을 제2 산화 단계의 출구에서 단일 통과로 99.3±0.1 몰%의 아크롤레인 전환율이 항상 생성되도록 조정하였다. 염 용융물의 Tout은 Tin보다 2℃ 이하 높았다.A catalyst tube fixed bed reactor, the same design as the first oxidation step, was used. The salt melt and charge gas mixture was delivered in parallel as viewed from the reactor. The salt melt was introduced from the bottom, and the charge gas mixture was also carried out. The inlet temperature T in of the salt melt was adjusted so that an acrolein conversion of 99.3 + 0.1 mol% was always produced in a single pass at the outlet of the second oxidation stage. The T out of the salt melt was 2 ° C higher than T in .

촉매관 충전 (하부에서 상부로):Catalyst tube charging (from bottom to top):

구획 A: 길이 70 cm Compartment A: Length 70 cm

치수 7 mm×3 mm×4 mm (외경×길이×내경)의 동석 환의 예비층.Dimensions A preliminary layer of a lamella of 7 mm × 3 mm × 4 mm (outer diameter × length × inner diameter).

구획 B: 길이 100 cm Compartment B: Length 100 cm

치수 7 mm×3 mm×4 mm (외경×길이×내경)의 동석 환 30 중량%와 구획 C로부터의 코팅 촉매 70 중량%의 균질한 혼합물의 촉매 충전.Catalytic charging of a homogeneous mixture of 30% by weight of a talcite ring of dimensions 7 mm x 3 mm x 4 mm (outer diameter x length x inner diameter) and 70% by weight of the coating catalyst from zone C.

구획 C: 길이 200 cm Compartment C: Length 200 cm

DE-A 10046928의 제조예 5에 따른 환형 (7 mm×3 mm×4 mm=외경×길이×내경) 코팅 촉매 (화학량론: Mo12V3W1.2Cu2.4Ox)의 촉매 충전.(7 mm x 3 mm x 4 mm = outer diameter x length x inner diameter) coated catalyst according to Production Example 5 of DE-A 10046928 (stoichiometry: Mo 12 V 3 W 1.2 Cu 2.4 O x ).

구획 D: 길이 30 cm Compartment D: Length 30 cm

직경 4 내지 5 mm의 동석 구의 하류층.Downstream layer of a bedrock having a diameter of 4-5 mm.

B) 제1 산화 단계의 충전 가스 혼합물의 조성의 기능으로서 결과를 달성함 (프로펜 적재량은 150 l (STP)/l·h로 설정됨; 아크릴산 형성의 선택률은 항상 94 몰% 이상음).B) The result is achieved as a function of the composition of the packed gas mixture in the first oxidation step (the propene loading is set at 150 l (STP) / l · h; the selectivity of acrylic acid formation is always at least 94 mol% negative).

a) 제1 산화 단계에 대한 충전 가스 혼합물의 조성은 실질적으로 하기와 같았다:a) the composition of the charge gas mixture for the first oxidation step was substantially as follows:

7 부피%의 프로필렌,7% by volume of propylene,

12 부피%의 O2,12 vol% O 2 ,

20 부피%의 H2,20% by volume of H 2 ,

5 부피%의 H2O, 및5% by volume of H 2 O, and

56 부피%의 N2.56 vol% N 2.

촉매로 새롭게 충전시킨 반응 기기의 출발에서 유입 온도는 하기와 같았다:The inlet temperature at the start of the fresh charged reactor was as follows:

Tin (제1 산화 단계): 320℃T in (first oxidation step): 320 ° C

Tin (제2 산화 단계): 268℃T in (second oxidation step): 268 ° C

3개월 작업 시간 후, 유입 온도는 하기와 같았다:After 3 months of operation time, the influent temperature was as follows:

Tin (제1 산화 단계): 330℃T in (first oxidation step): 330 ° C

Tin (제2 산화 단계): 285℃T in (second oxidation step): 285 ° C

b) 제1 산화 단계에 대한 충전 가스 혼합물의 조성은 실질적으로 하기와 같았다:b) the composition of the packed gas mixture for the first oxidation step was substantially as follows:

7 부피%의 프로필렌,7% by volume of propylene,

12 부피%의 O2,12 vol% O 2 ,

5 부피%의 H2O, 및5% by volume of H 2 O, and

76 부피%의 N2.76 vol% N 2 .

촉매로 새롭게 충전시킨 반응 기기의 출발에서 유입 온도는 하기와 같았다:The inlet temperature at the start of the fresh charged reactor was as follows:

Tin (제1 산화 단계): 320℃T in (first oxidation step): 320 ° C

Tin (제2 산화 단계): 268℃T in (second oxidation step): 268 ° C

3개월 작업 시간 후, 유입 온도는 하기와 같았다:After 3 months of operation time, the influent temperature was as follows:

Tin (제1 산화 단계): 324℃T in (first oxidation step): 324 ° C

Tin (제2 산화 단계): 276℃T in (second oxidation step): 276 ° C

II. 프로판으로부터 아크릴산을 제조하는 제1 예시 방법 (정상 작업 상태로 기재함)II. The first exemplary method for producing acrylic acid from propane (described as normal operation)

반응 구역 A는 트레이 반응기로서 설계된 샤프트 로 반응기로 이루어지고, 단열적으로 구성되며, 유동 방향으로 연속적으로 배열된 3개의 고정 촉매층을 가졌다. 특정 고정 촉매층은 스테인레스강 와이어 메쉬 상에 배열된, (유동 방향으로 특정된 순서로 배열됨) 불활성 물질층 (층 높이: 26 mm; 동석 구 직경 1.5 내지 2.5 mm)이자 새로운 탈수소화 촉매와 동석 구 (직경 1.5 내지 2.5 mm)의 혼합물 (탈수소화 촉매:동석 구의 층 부피 비가 1:3임)이었다 (다르게는, 이 점에서 동일한 양의 촉매가 희석되지 않은 채로 사용될 수도 있음).The reaction zone A consisted of a reactor with a shaft designed as a tray reactor, adiabatically constructed, and had three fixed catalyst beds arranged continuously in the flow direction. The particular fixed catalyst bed consists of a layer of inert material (layer height: 26 mm; diameter 1.5 to 2.5 mm) arranged on the stainless steel wire mesh (arranged in the order specified in the direction of flow) and a new dehydrogenation catalyst, (Diameter of 1.5 to 2.5 mm) (dehydrogenation catalyst: bed volume ratio of bedrock of 1: 3). (Alternatively, the same amount of catalyst may be used undiluted at this point).

각 고정층의 상류에 고정식 가스 혼합기를 배치하였다. 탈수소화 촉매는, 원소 산화 형태의 Cs, K 및 La로 촉진되며 ZrO2ㆍSiO2 혼합 옥시드 지지체 압출물 (평균 길이 (최대 대략 6 mm인 3 내지 12 mm 범위의 가우스 분포): 6 mm, 직경: 2 mm)의 외부 및 내부 표면에 Pt0.3Sn0.6La3.0Cs0.5K0.2(ZrO2)88.3(SiO2)7.1의 원소 화학량론 (지지체를 포함하는 질량 비율)으로 도포된 Pt/Sn 합금이었다 (DE-A 10219879의 실시예 4에서와 같은 촉매 전구체 제조 및 활성 촉매의 활성화).A fixed gas mixer was placed upstream of each fixed bed. The dehydrogenation catalyst is catalyzed by elemental oxidized forms of Cs, K and La and is extruded from a ZrO 2 .SiO 2 mixed oxide support extrudate (average length (Gaussian distribution in the range of 3 to 12 mm at maximum about 6 mm): 6 mm, Pt alloy coated with the element stoichiometry (mass ratio including the support) of Pt 0.3 Sn 0.6 La 3.0 Cs 0.5 K 0.2 (ZrO 2 ) 88.3 (SiO 2 ) 7.1 on the outer and inner surfaces of the Pt / Sn alloy (Preparation of catalyst precursor as in Example 4 of DE-A 10219879 and activation of the active catalyst).

불균질 촉매화 부분 프로판 탈수소화는 상기 트레이 반응기에서 직선 통과로 탈수소화 순환 가스 모드를 이용하여 수행하였다. 모든 트레이 중의 촉매 총량 (불활성 물질 없이 계산함)에 대한 프로판 적재량은 1500 l (STP)/l·h였다.Inhomogeneously catalyzed partial propane dehydrogenation was carried out using a straight-through, dehydrogenation recycle gas mode in the tray reactor. The propane loading for all trays in all trays (calculated without inert materials) was 1500 l (STP) / l · h.

7.30 m3 (STP)/h의 반응 가스 A 충전 가스 혼합물 (출발 혼합물; P = 2.13 bar)을 유동 방향으로 제1 촉매층에 공급하고, 그 함량은 하기와 같았다:A reaction gas A charge gas mixture (starting mixture; P = 2.13 bar) of 7.30 m 3 (STP) / h was fed to the first catalyst bed in the flow direction and the content thereof was as follows:

프로판 61.22 부피%,61.22% by volume of propane,

프로필렌 12.17 부피%,12.17% by volume of propylene,

에틸렌 0.86 부피%,0.86% by volume of ethylene,

메탄 2.56 부피%,2.56% by volume of methane,

H2 3.78 부피%,3.78 vol.% H 2 ,

O2 2.10 부피%,O 2 2.10% by volume,

H2O 12.08 부피%,12.08% by volume of H 2 O,

CO 0.38 부피%, 및0.38% by volume of CO, and

CO2 3.35 부피%.CO 2 3.35% by volume.

반응 가스 A 충전 가스 혼합물은 제1 가스 혼합물 (2.34 m3 (STP)/h)과 제2 가스 혼합물 (4.96 m3 (STP)/h)의 혼합물이며, 이는 고정식 혼합기에 의해 두 가스 혼합물을 조합하여 수득하였다. 제1 가스 혼합물의 온도는 400℃이고, 압력은 2.13 bar이며, 하기로 구성되었다:Reaction gas A The charge gas mixture is a mixture of a first gas mixture (2.34 m 3 (STP) / h) and a second gas mixture (4.96 m 3 (STP) / h) &Lt; / RTI &gt; The temperature of the first gas mixture was 400 DEG C and the pressure was 2.13 bar, consisting of:

1.19 m3 (STP)/h의 압축 잔류 가스 순환 가스 (T = 70℃, P = 2.40 bar),1.19 m 3 (STP) / h of compressed residual gas circulating gas (T = 70 ° C, P = 2.40 bar)

98 부피% 초과의 정도로 프로판 (새로운 프로판)을 포함하는 1.05 m3 (STP)/h의 조 프로판 (T = 237℃, P = 2.90 bar), 및1.05 m 3 (STP) / h crude propane (T = 237 ° C, P = 2.90 bar) containing propane (fresh propane) to an extent greater than 98%

0.098 m3 (STP)/h의 O2 (T = 139℃, P = 2.33 bar, 순도 99 부피% 초과).0.098 m 3 (STP) / h of O 2 (T = 139 ° C, P = 2.33 bar, purity greater than 99% by volume).

제1 열 교환기에서, 반응 구역 A 외부에서 반응 구역 B의 방향으로 전달된 생성물 가스 A와의 간접 열 교환은 400℃의 온도를 설정하였다. 제2 가스 혼합물은 하기로 구성되었다.In the first heat exchanger, the indirect heat exchange with the product gas A delivered in the direction of the reaction zone B outside the reaction zone A set the temperature of 400 ° C. The second gas mixture was constructed as follows.

3.68 m3 (STP)/h의 탈수소화 순환 가스 (T = 551℃, P = 2.05 bar), 및Dehydrogenation circulating gas of 3.68 m 3 (STP) / h (T = 551 ° C, P = 2.05 bar), and

1.28 m3 (STP)/h의 프로판 순환 가스 (T = 400℃, P = 3.26 bar).Propane circulating gas of 1.28 m 3 (STP) / h (T = 400 ° C, P = 3.26 bar).

이의 압력은 2.13 bar이고, 온도는 506℃였다.Its pressure was 2.13 bar and the temperature was 506 ° C.

제1 열 교환기에서 435℃의 온도로 냉각된 생성물 가스 A와의 간접 열 교환은 프로판 순환 가스의 온도를 설정하였다. 탈수소화 순환 가스 유동을 제트 펌프 원리 (DE-A 10211275 참조)에 따라 수행하고, 구동 제트로서 기능하는 프로판 순환 가스를 400℃로 가열하였다.Indirect heat exchange with the product gas A cooled to a temperature of 435 캜 in the first heat exchanger set the temperature of the propane circulating gas. Dehydrogenation The circulating gas flow was carried out in accordance with the jet pump principle (DE-A 10211275) and the propane circulating gas functioning as the drive jet was heated to 400 ° C.

반응 가스 A 충전 가스 혼합물의 유입 온도 및 반응 가스 A 충전 가스 혼합물이 유동하는 제1 촉매층의 층 높이는 반응 가스 A가 온도 515℃ 및 압력 2.11 bar의 상기 촉매층에서 하기 함량으로 유출되도록 하였다:The inlet temperature of the Reaction Gas A packed gas mixture and the bed height of the first catalyst layer through which the Reaction Gas A packed gas mixture flows were such that the Reaction Gas A was spilled out in the catalyst bed at a temperature of 515 ° C and a pressure of 2.11 bar in the following amounts:

프로판 55.8 부피%,55.8% by volume of propane,

프로필렌 15.85 부피%,15.85% by volume of propylene,

에틸렌 0.88 부피%,0.88% by volume of ethylene,

메탄 2.89 부피%,2.89% by volume of methane,

H2 3.78 부피%,3.78 vol.% H 2 ,

O2 0 부피%,O 2 0% by volume,

H2O 15.5 부피%, 및15.5% by volume of H 2 O, and

CO2 3.67 부피%.CO 2 3.67% by volume.

유출량은 7.46 m3 (STP)/h였다.The effluent was 7.46 m 3 (STP) / h.

제1 촉매층을 지나서, 0.12 m3 (STP)/h의 산소 분자 (순도 99 부피% 초과)를 반응 가스 A에 계량 첨가하였다 (T = 139℃, P = 2.33 bar). 계량 첨가는 스로틀링(throttling)에 의해 수행하여 생성된 반응 가스 A의 생성 압력이 여전히 2.11 bar이도록 하였다.Over the first catalyst bed, 0.12 m 3 (STP) / h of oxygen molecules (purity greater than 99% by volume) were metered into the reaction gas A (T = 139 ° C, P = 2.33 bar). The metering addition was carried out by throttling so that the produced pressure of the reaction gas A produced was still 2.11 bar.

제2 촉매층의 층 높이는 반응 가스 A가 온도 533℃ 및 압력 2.08 bar의 제2 촉매층에서 하기 함량으로 유출되도록 하였다:The layer height of the second catalyst layer was such that the reactive gas A was spilled out in the second catalyst bed at a temperature of 533 DEG C and a pressure of 2.08 bar in the following amounts:

프로판 49.2 부피%,49.2% by volume of propane,

프로필렌 19.24 부피%,19.24% by volume of propylene,

에틸렌 1.04 부피%,1.04% by volume of ethylene,

메탄 3.14 부피%,3.14% by volume of methane,

H2 4.43 부피%,H 2 4.43% by volume,

O2 0 부피%,O 2 0% by volume,

H2O 17.98 부피%, 및17.98% by volume of H 2 O, and

CO2 3.52 부피%.3.52% by volume of CO 2 .

유출량은 7.79 m3 (STP)/h였다.The effluent was 7.79 m 3 (STP) / h.

제3 촉매층의 상류에 배치된 고정식 혼합기의 상류에서, 0.13 m3 (STP)/h의 산소 분자 (순도 99 부피% 초과)를 이 반응 가스 A에 계량 첨가하였다 (T = 139℃, 압력 2.33 bar에서 스로틀링됨). 생성된 반응 가스 A의 생성 압력은 여전히 2.08 bar였다.At the upstream of the stationary mixer located upstream of the third catalyst bed, 0.13 m 3 (STP) / h of oxygen molecules (purity greater than 99% by volume) were metered into this reaction gas A (T = 139 ° C, pressure 2.33 bar Lt; / RTI &gt; The pressure of the produced reaction gas A was still 2.08 bar.

제3 촉매층의 층 높이는 반응 가스 A가 온도 551℃ 및 압력 2.05 bar의 제3 촉매층에서 하기 함량으로 생성물 가스 A로서 유출되도록 하였다:The layer height of the third catalyst bed was such that the reaction gas A was spilled out as product gas A in the third catalyst bed at a temperature of 551 DEG C and a pressure of 2.05 bar in the following amounts:

프로판 42.19 부피%,42.19% by volume of propane,

프로필렌 22.79 부피%,22.79% by volume of propylene,

에틸렌 1.14 부피%,1.14% by volume of ethylene,

메탄 3.42 부피%,3.42% by volume of methane,

H2 5.28 부피%,H 2 5.28% by volume,

O2 0 부피%,O 2 0% by volume,

H2O 20.32 부피%, 및20.32% by volume of H 2 O, and

CO2 3.36 부피%.CO 2 3.36% by volume.

유출량은 8.17 m3 (STP)/h였다.The effluent was 8.17 m 3 (STP) / h.

생성물 가스 A를 유동 분할기에 의해 동일한 조성의 두 부분으로 분할하였다. 제1 부분은 3.68 m3 (STP)/h이고, 제2 부분은 4.49 m3 (STP)/h였다. 제1 부분을 반응 가스 A 충전 가스 혼합물의 성분으로서 반응 구역 A로 재순환시켰다. 제1 부분의 탈수소화 순환 가스 유동을 위해, 상기와 같이 가열된 프로판 순환 가스를 구동 제트로서 사용하여 제트 펌프를 작동시키고, 혼합 구역 및 확산기를 거쳐 구동 노즐을 통해 압축된 구동 제트의 전달 방향은 반응 구역 A로의 유입 방향을 가 리키고, 흡입 노즐은 생성물 가스 A의 제1 유동 부분의 방향을 가리키며, "흡입 노즐-혼합 구역-확산기" 연결은 재순환될 생성물 가스 A의 제1 부분과 반응 구역 A의 접근부 사이의 단독 연결 라인을 형성하였다. 생성물 가스 A의 제2 부분을 반응 구역 A 밖으로 전달하고, 먼저 반응 가스 A 출발 혼합물 (충전 가스 혼합물)에 포함되며 압축 잔류 가스 순환 가스, 조 프로판 및 산소 분자로 구성된 제1 가스 혼합물과의 제1 간접 열 교환에 의해 551℃에서 435℃로 냉각시켰다. 이를 수행함으로써, 반응 구역 A 밖으로 전달된 생성물 가스 A에서의 작업 압력이 2.05 bar에서 1.95 bar로 하락하였다. 동시에, 제1 가스 혼합물이 164℃에서 506℃로 가열되고, 2.40 bar에서 2.13 bar로 압력 강하하였다.The product gas A was divided into two parts of the same composition by a flow divider. The first part was 3.68 m 3 (STP) / h and the second part was 4.49 m 3 (STP) / h. The first portion was recycled to the reaction zone A as a component of the reaction gas A charge gas mixture. For the dehydrogenation circulating gas flow of the first part, the propane circulating gas heated as above is used as the driving jet to operate the jet pump, and the delivery direction of the driving jet compressed through the driving nozzle through the mixing zone and the diffuser is The suction nozzle refers to the direction of the first flow portion of the product gas A and the "suction nozzle-mixing zone-diffuser" link connects the first portion of the product gas A to be recycled and the first portion of the reaction gas A &lt; / RTI &gt; A second portion of the product gas A is delivered out of the reaction zone A and a first portion of the first gaseous mixture comprised of the reactive gas A starting mixture (charge gas mixture) and consisting of the compressed residual gas circulating gas, crude propane, Lt; RTI ID = 0.0 &gt; 555 C &lt; / RTI &gt; by indirect heat exchange. By doing this, the working pressure in the product gas A delivered out of the reaction zone A dropped from 2.05 bar to 1.95 bar. At the same time, the first gaseous mixture was heated to 16O &lt; 0 &gt; C at 16O &lt; 0 &gt; C and pressure dropped from 2.40 bar to 2.13 bar.

분리 구역 IV로부터의 프로판 순환 가스와 하류 제2 간접 열 교환에서, 생성물 가스 A를 435℃에서 335℃로 냉각시켰다. 이를 수행함으로써, 생성물 가스 A에서의 작업 압력이 1.94 bar로 하락하였다. 반대로, 프로판 순환 가스의 온도는 69℃에서 400℃로 증가하였다.In the second indirect indirect heat exchange with the propane circulating gas from the separation zone IV, the product gas A was cooled from 435 캜 to 335 캜. By doing this, the working pressure in product gas A dropped to 1.94 bar. Conversely, the temperature of the propane circulating gas increased from 69 ° C to 400 ° C.

이후, 0.76 m3 (STP)/h의 수증기를 335℃로 냉각된 생성물 가스 A로부터 응축시켜 제거하였다. 이를 위해, 335℃로 냉각된 생성물 가스 A를 먼저 간접 열 교환에서 3.73 m3 (STP)/h의 생성물 가스 A* (T = 40℃, P = 1.68 bar) (적정량의 수증기가 이미 응축에 의해 제거되어 108℃로 냉각됨)로 전달하였다. 생성물 가스 A*의 온도는 동시에 305℃로 증가하였다. 하류 공기 냉각기에서, 생성물 가스 A (T = 108℃, P = 1.94 bar)를 외부 공기와의 간접 열 교환에 의해 54℃로 냉각시키고 (생성물 가스 A의 작업 압력은 1.73 bar로 하락함), 이는 이후 2상을 가졌다.Thereafter, water vapor of 0.76 m 3 (STP) / h was removed by condensation from product gas A cooled to 335 ° C. For this, the product gas A cooled to 335 ° C is first subjected to indirect heat exchange to produce product gas A * (T = 40 ° C, P = 1.68 bar) of 3.73 m 3 (STP) / h Cooled to &lt; RTI ID = 0.0 &gt; 108 C). &Lt; / RTI &gt; The temperature of the product gas A * was simultaneously increased to 305 ° C. In the downstream air cooler, the product gas A (T = 108 캜, P = 1.94 bar) was cooled to 54 캜 by indirect heat exchange with outside air (the working pressure of product gas A dropped to 1.73 bar) Thereafter, it had two phases.

(29℃로) 냉각되고 미리 생성물 가스 A로부터 적절한 직접 냉각에 의해 제거된 분무 수성 응축물을 이용한 직접 냉각은 생성물 가스 A로부터 응축에 의해 상기 언급된 양의 수증기를 제거하여 생성물 가스 A* (P = 1.68 bar, T = 40℃, 3.73 m3 (STP)/h)를 수득하게 하였다. 이를 상기한 바와 같이 305℃로 가열하였다. 이어서, 1.39 m3 (STP)/h의 산소 분자 (순도 99 부피% 초과, T = 139℃, P = 2.33 bar)를 생성물 가스 A*로 스로틀링하였다. 이는 온도 288℃ 및 작업 압력 1.63 bar인 반응 가스 B 출발 혼합물 (충전 가스 혼합물)을 형성하였다.(29 [deg.] C) and directly removed from the product gas A by appropriate direct cooling, removes the aforementioned amount of water vapor from the product gas A by condensation to produce product gas A * (P = 1.68 bar, T = 40 캜, 3.73 m 3 (STP) / h). This was heated to 305 DEG C as described above. Then, oxygen molecules of 1.39 m 3 (STP) / h (purity greater than 99% by volume, T = 139 ° C, P = 2.33 bar) were throttled with product gas A * . This formed a reaction gas B starting mixture (charge gas mixture) having a temperature of 288 占 폚 and a working pressure of 1.63 bar.

반응 가스 B 출발 혼합물 (충전 가스 혼합물)은 하기 함량을 가졌다:Reaction gas B The starting mixture (charge gas mixture) had the following contents:

프로판 37.01 부피%,37.01% by volume of propane,

프로필렌 19.99 부피%,19.99% by volume of propylene,

에틸렌 0.99 부피%,0.99% by volume of ethylene,

메탄 2.99 부피%,2.99% by volume of methane,

H2 4.63 부피%,H 2 4.63% by volume,

O2 26.79 부피%,O 2 26.79% by volume,

H2O 3.14 부피%, 및3.14% by volume of H 2 O, and

CO2 2.95 부피%.CO 2 2.95% by volume.

이를 사용하여 반응 구역 B를 충전시켰다.Reaction zone B was charged using this.

반응 가스 B의 유동 방향에서 제1 산화 단계는 2개의 온도 구역을 갖는 다중관 반응기였다. 반응관은 하기와 같이 구성되었다: V2A 스틸; 외경 30 mm, 벽 두께 2 mm, 내경 26 mm, 길이 350 cm. 상부에서 하부로, 반응관을 하기와 같이 충전시켰다:The first oxidation step in the flow direction of the reaction gas B was a multi-tube reactor having two temperature zones. The reaction tube was constructed as follows: V2A steel; Outer diameter 30 mm, wall thickness 2 mm, inner diameter 26 mm, length 350 cm. From top to bottom, the reaction tube was charged as follows:

구획 1: 길이 50 cm Compartment 1: Length 50 cm

상류층으로서 치수 7 mm×7 mm×4 mm (외경×길이×내경)의 동석 환.As the upper layer, there is a circle of dimensions of 7 mm × 7 mm × 4 mm (outer diameter × length × inner diameter).

구획 2: 길이 140 cmCompartment 2: Length 140 cm

치수 5 mm×3 mm×2 mm (외경×길이×내경)의 동석 환 20 중량% (별법으로 30 중량%)와 구획 3으로부터의 비지지 촉매 80 중량% (별법으로 70 중량%)의 균질한 혼합물의 촉매 충전.A homogeneous homogeneous mixture of 20% by weight (alternatively 30% by weight) of a 5 mm × 3 mm × 2 mm (outer diameter × length × inner diameter) Catalytic charging of the mixture.

구획 3: 길이 160 cmCompartment 3: Length 160 cm

DE-A 100 46 957의 실시예 1에 따른 환형 (5 mm×3 mm×2 mm = 외경×길이×내경) 비지지 촉매 (화학량론: [Bi2W2O9·2WO3]0.5[Mo12Co5.5Fe2.94Si1.59K0.08Ox]1)의 촉매 충전.(5 mm x 3 mm x 2 mm = outer diameter x length x inner diameter) unsupported catalyst according to Example 1 of DE-A 100 46 957 (stoichiometry: [Bi 2 W 2 O 9 .2WO 3 ] 0.5 [Mo 12 Co 5.5 Fe 2.94 Si 1.59 K 0.08 O x ] 1 ).

별법으로, 조사 개시문헌 제497012호 (2005년 8월 29일)으로부터의 촉매 EUC 1 내지 EUC 11 중 하나를 여기서 사용하는 것이 또한 가능하다 (활성 조성물의 비표면적이 상기 문헌에 cm2/g로 잘못 기록되어 있으나, 정확한 치수는 동일한 수치를 갖는 m2/g임).Alternatively, it is also possible to use one of the catalysts EUC 1 to EUC 11 from investigation starting document No. 497012 (Aug. 29, 2005) (the specific surface area of the active composition is reported in cm 2 / g The exact dimensions are m 2 / g with the same numerical value).

상부에서 하부로, 반응 가스 B에 역류로 펌핑된 염 조 A에 의해 제1 175 cm 를 온도조절하였다. 반응 가스 B에 역류로 펌핑된 염 조 B에 의해 제2 175 cm를 온도조절하였다.From the top to the bottom, the first 175 cm was temperature controlled by salt bath A pumped countercurrent to reaction gas B. The second 175 cm was temperature controlled by salt bath B pumped countercurrent to reaction gas B.

반응 가스 B의 유동 방향에서 제2 산화 단계는 마찬가지로 2개의 온도 구역을 갖는 다중관 반응기였다. 반응관을 상부에서 하부로 하기와 같이 충전시켰다:The second oxidation step in the flow direction of the reaction gas B was also a multi-tube reactor with two temperature zones. The reaction tube was charged from top to bottom as follows:

구획 1: 길이 20 cm Compartment 1: Length 20 cm

상류층으로서 치수 7 mm×7 mm×4 mm (외경×길이×내경)의 동석 환.As the upper layer, there is a circle of dimensions of 7 mm × 7 mm × 4 mm (outer diameter × length × inner diameter).

구획 2: 길이 90 cmCompartment 2: Length 90 cm

치수 7 mm×3 mm×4 mm (외경×길이×내경)의 동석 환 25 중량% (별법으로 30 중량%)와 구획 4로부터의 코팅 촉매 75 중량% (별법으로 70 중량%)의 균질한 혼합물의 촉매 충전.A homogeneous mixture of 25% by weight (alternatively 30% by weight) of a 7 mm × 3 mm × 4 mm (outer diameter × length × inner diameter) copper oxide ring and 75% by weight of coating catalyst from Zone 4 (alternatively 70% by weight) Lt; / RTI &gt;

구획 3: 길이 50 cmCompartment 3: Length 50 cm

치수 7 mm×3 mm×4 mm (외경×길이×내경)의 동석 환 15 중량% (별법으로 20 중량%)와 구획 4로부터의 코팅 촉매 85 중량% (별법으로 80 중량%)의 균질한 혼합물의 촉매 충전.A homogeneous mixture of 15 wt.% (Alternatively 20 wt.%) Of the dimensions of 7 mm x 3 mm x 4 mm (outer diameter x length x inner diameter) and 85 wt.% (Alternatively 80 wt.%) Of the coating catalyst from compartment 4 Lt; / RTI &gt;

구획 4: 길이 190 cmCompartment 4: Length 190 cm

DE-A 100 46 928의 실시예 5에 따른 환형 (7 mm×3 mm×4 mm = 외경×길이×내경) 코팅 촉매 (화학량론: Mo12V3W1.2Cu2.4Ox)의 촉매 충전.Catalytic charging of annular (7 mm x 3 mm x 4 mm = outer diameter x length x inner diameter) coated catalyst (stoichiometry: Mo 12 V 3 W 1.2 Cu 2.4 O x ) according to Example 5 of DE-A 100 46 928.

상부에서 하부로, 반응 가스에 역류로 펌핑된 염 조 C에 의해 제1 175 cm를 온도조절하였다. 반응 가스에 역류로 펌핑된 염 조 D에 의해 제2 175 cm를 온도조 절하였다.From the top to the bottom, the first 175 cm was temperature controlled by Salt C pumped countercurrent to the reaction gas. The second 175 cm temperature was controlled by a salt bath D pumped back into the reaction gas.

두 산화 단계에서, 편향판을 이용하여 반응관 주위에 맨더링 방식으로 염 조 각각을 전달하였다.In both oxidation steps, each of the salts was transferred to the reaction tube using a deflector plate in a mandrel manner.

두 산화 단계 사이에, 제1 산화 단계의 생성물 가스를 냉각시킬 수 있는 염 조에 의해 냉각된 관다발 열 교환기를 배치하였다. 제2 산화 단계로의 유입 상류에 산소 분자 (순도 99 부피% 초과)의 공급을 위한 밸브를 배치하였다. Between the two oxidation stages, a vortex heat exchanger cooled by a salt bath capable of cooling the product gas of the first oxidation stage was placed. A valve was provided upstream of the inlet to the second oxidation stage for the supply of oxygen molecules (greater than 99 volume% purity).

제1 산화 단계의 촉매 충전시 프로필렌 적재량은 130 l (STP)/l·h가 되도록 선택하였다. 염 용융물 (KNO3 53 중량%, NaNO2 40 중량%, NaNO3 7 중량%)은 하기 유입 온도를 가졌다:During the first oxidation step the catalyst charge was chosen to be 130 l (STP) / l · h. The salt melt (53 wt.% KNO 3 , 40 wt.% NaNO 2 , 7 wt.% NaNO 3 ) had the following inlet temperature:

TA = 324℃ TB = 328℃T A = 324 ° C T B = 328 ° C

TC = 265℃ TD = 269℃T C = 265 ° C T D = 269 ° C

충분한 산소 분자 (139℃, 2.33 bar)를 제1 산화 단계의 생성물 가스 혼합물에 계량 첨가 (스로틀링)하여, 제2 산화 단계를 위한 생성된 충전 가스 혼합물에서의 O2:아크롤레인 몰비가 0.73이었다. 제2 산화 단계의 촉매 충전시 아크롤레인 적재량은 110 l (STP)/l·h였다. 제2 산화 단계로의 유입 압력은 1.57 bar였다. 반응 가스 B는 온도 260℃의 중간 냉각기에서 유출되고, 제2 산화 단계로의 충전 가스 혼합물의 유입 온도는 256℃였다. 제1 산화 단계의 생성물 가스 혼합물은 하기 함량을 가졌다:Sufficient molecular oxygen (139 ℃, 2.33 bar), the first weighed addition (throttling) the product gas mixture of the oxidation step, the 2 O 2 in the resulting charge gas mixture for the oxidation step: acrolein was a molar ratio of 0.73. The amount of acrolein loaded during the second oxidation step of the catalyst was 110 l (STP) / l · h. The inlet pressure to the second oxidation step was 1.57 bar. Reaction gas B was effluent at an intermediate cooler at a temperature of 260 占 폚 and the inflow temperature of the packed gas mixture to the second oxidation step was 256 占 폚. The product gas mixture of the first oxidation step had the following contents:

아크롤레인 16.84 부피%,16.84% by volume of acrolein,

아크릴산 1.13 부피%,1.13% by volume of acrylic acid,

프로판 36.88 부피%,36.88% by volume of propane,

프로필렌 0.99 부피%,0.99 vol% propylene,

메탄 2.99 부피%,2.99% by volume of methane,

H2 4.61 부피%,H 2 4.61% by volume,

에틸렌 0.99 부피%,0.99% by volume of ethylene,

O2 4.32 부피%,O 2 4.32% by volume,

H2O 23.96 부피%,23.96% by volume of H 2 O,

CO 0.847 부피%, 및0.847% by volume of CO, and

CO2 4.93 부피%.CO 2 4.93% by volume.

후속냉각기로의 유입 전, 제1 산화 단계의 생성물 가스의 온도는 335℃였다.Before entering the subsequent cooler, the temperature of the product gas in the first oxidation step was 335 ° C.

제2 산화 단계의 생성물 가스 혼합물 (생성물 가스 B)은 온도가 270℃이고, 압력이 1.55 bar이며, 또한 하기 함량을 가졌다:The product gas mixture (product gas B) in the second oxidation step had a temperature of 270 DEG C, a pressure of 1.55 bar and also had the following contents:

아크롤레인 0.089 부피%,0.089% by volume of acrolein,

아크릴산 17.02 부피%,17.02% by volume of acrylic acid,

아세트산 0.46 부피%,0.46% by volume of acetic acid,

프로판 36.79 부피%,36.79% by volume of propane,

프로필렌 0.99 부피%,0.99 vol% propylene,

메탄 2.98 부피%,2.98% by volume of methane,

에틸렌 0.99 부피%,0.99% by volume of ethylene,

H2 4.59 부피%,4.59% by volume of H 2 ,

O2 2.69 부피%,O2 2.69% by volume,

H2O 24.57 부피%,24.57% by volume of H 2 O,

CO 1.35 부피%, 및1.35% by volume of CO, and

CO2 5.91 부피%CO 2 5.91 vol%

WO 2004/035514에 기재된 바와 같이, 생성물 가스 B (5.15 m3 (STP)/h)를 트레이 컬럼에서 분별 응축시켰다 (분리 구역 II).As described in WO 2004/035514, product gas B (5.15 m 3 (STP) / h) was fractionally condensed in a tray column (separation zone II).

제1 연료로서, 13.7 g/h의 고 비점물 (폴리아크릴산 (마이클(Michael) 부가물) 등)을 잔류물 회화에 공급하였다.As the first fuel, 13.7 g / h of high boiling point water (polyacrylic acid (Michael adduct), etc.) was supplied to the residue painting.

생성물 가스 B의 공급 위 제2 수집 트레이로부터 트레이 컬럼으로, 온도가 15℃이고 96.99 중량%의 아크릴산을 갖는 응축 조 아크릴산 2.80 kg/h를 배출시켰다. WO 2004/035514에 기재된 바와 같이, 이를 소량의 물 첨가 후 현탁액-결정화시키고, 현탁액 결정을 유압식 스크러빙 컬럼에서 모액으로부터 분리하고, 모액을 WO 2004/035514에 기재된 바와 같이 응축 컬럼으로 재순환시켰다. 세척된 현탁액 결정의 순도는 아크릴산 99.87 중량% 초과이며, 즉시 위생 부문 용도의 물-"초흡수" 중합체를 제조하는데 적합하다.2.80 kg / h of condensed crude acrylic acid having a temperature of 15 캜 and 96.99% by weight of acrylic acid was discharged from the second collecting tray to the tray column on the supply of the product gas B. The suspension crystals were separated from the mother liquor in a hydraulic scrubbing column and the mother liquor was recycled to the condensation column as described in WO 2004/035514, as described in WO 2004/035514, after a small amount of water was added and the suspension crystallized. The purity of the washed suspension crystals is greater than 99.87% by weight of acrylic acid and is suitable for the preparation of water- "superabsorbent" polymers for immediate hygiene applications.

생성물 가스 B의 공급 위 제3 수집 트레이로부터 응축 컬럼으로 배출되었으나 응축 컬럼으로 재순환되지 않은 산성수 응축물의 양은 1.10 kg/h이고, 온도는 33℃이며, 하기 함량을 가졌다:The amount of acidic water condensate discharged into the condensation column from the third collection tray on the feed of product gas B but not recycled to the condensation column was 1.10 kg / h, the temperature was 33 ° C, and had the following contents:

아크롤레인 0.80 중량%,0.80% by weight of acrolein,

아크릴산 4.92 중량%,4.92% by weight of acrylic acid,

아세트산 5.73 중량%, 및5.73% by weight acetic acid, and

물 87.0 중량%.87.0% by weight of water.

이를 마찬가지로 잔류물 회화에 공급하였다 (5.49 m3 (STP)/h의 공기가 산소 공급원으로서 잔류물 회화에 공급됨).This was likewise fed to the residue painting (5.49 m 3 (STP) / h of air supplied to the residue painting as the oxygen source).

응축 컬럼의 상부에서, 잔류 가스 2.98 m3 (STP)/h가 온도 33℃ 및 압력 1.20 bar의 분리 구역 II에서 하기 함량으로 유출되었다: At the top of the condensation column, 2.98 m 3 (STP) / h of residual gas was sparged in the separation zone II at a temperature of 33 ° C and a pressure of 1.20 bar in the following amounts:

아크롤레인 0.03 부피%,0.03% by volume of acrolein,

아크릴산 0.02 부피%,0.02% by volume of acrylic acid,

아세트산 0.01 부피%,0.01% by volume of acetic acid,

프로판 63.7 부피%,63.7% by volume of propane,

프로필렌 1.72 부피%,1.72% by volume of propylene,

H2 6.90 부피%,6.90 vol.% H 2 ,

메탄 5.16 부피%,5.16% by volume of methane,

에틸렌 1.72 부피%,1.72% by volume of ethylene,

O2 4.68 부피%,O 2 4.68% by volume,

H2O 2.07 부피%,2.07% by volume of H 2 O,

CO 2.34 부피%, 및2.34% by volume of CO, and

CO2 10.18 부피%.CO 2 10.18% by volume.

다단계 방사형 압축기의 제1 압축기 단계에서, 잔류 가스를 1.20 bar에서 2.40 bar로 압축시켰으며, 이 과정 중 잔류 가스의 온도는 70℃로 증가하였다. 이어서, 압축된 잔류 가스를 동일한 조성의 2개의 부분으로 분할하였다. 제1 부분 (1.19 m3 (STP)/h)을 (압축된) 잔류 가스 순환 가스로서 반응 구역 A를 위한 충전 가스 혼합물의 형성에 공급하였다. 다른 부분 (1.79 m3 (STP)/h)을 제2 압축기 단계에서 2.40 bar에서 6.93 bar로 압축시켰다. 이는 상기 부분을 130℃로 가열시켰다.In the first compressor stage of the multi-stage radial compressor, the residual gas was compressed from 1.20 bar to 2.40 bar, during which the temperature of the residual gas increased to 70 ° C. The compressed residual gas was then divided into two portions of the same composition. The first part (1.19 m 3 (STP) / h) was fed to the formation of the packed gas mixture for reaction zone A as the (residual) gas recycle gas. The other part (1.79 m 3 (STP) / h) was compressed from 2.40 bar to 6.93 bar in the second compressor stage. This was heated to 130 &lt; 0 &gt; C.

간접 열 교환기에서, 응축물을 형성하지 않으면서 113℃로 냉각시켰다 (냉각제는 "프로판-스크러빙된" 잔류 가스 (이하에서 "오프가스"라고도 지칭됨)이며, 이는 간접 열 교환기에서 30에서 86℃로 가열된 후 다단계 팽창 터빈의 제1 팽창 단계에서 20 bar로부터 출발하여 압축되고 동시에 냉각됨). 이는 오프가스 (0.58 m3 (STP)/h)를 가열시켰다. 제2 팽창 단계에서, 오프가스를 1.10 bar로 압축시키고 (이때 온도는 25℃임), 이어서 잔류물 회화에 공급하였다.In the indirect heat exchanger, it was cooled to 113 ° C without forming condensate (the coolant was "propane-scrubbed" residual gas (hereinafter also referred to as "off-gas"), Starting at 20 bar in the first expansion stage of the multistage expansion turbine and then cooled and cooled at the same time). This heated the off-gas (0.58 m 3 (STP) / h). In the second expansion step, the off-gas was compressed to 1.10 bar, at which time the temperature was 25 [deg.] C, and then fed to the retentate.

간접 공기 냉각기에서, 압축된 잔류 가스 (P = 6.93 bar 및 T = 113℃)를 59℃로 냉각시켰다. 제3 압축기 단계에서, 6.93 bar에서 20 bar로 압축시켜 동시에 116℃로 가열시켰다.In an indirect air cooler, the compressed residual gas (P = 6.93 bar and T = 113 ° C) was cooled to 59 ° C. In the third compressor stage, it was compressed from 6.93 bar to 20 bar and simultaneously heated to 116 ° C.

하류 간접 열 교환기에서, 응축물을 형성하지 않으면서 107℃로 냉각시켰다 (냉각제는 "프로판-스크러빙된" 잔류 가스이며, 동시에 30℃에서 86℃로 가열됨). 후속 추가 간접 열 교환기에서, 107℃에서의 잔류 가스를 35℃로 냉각시켰으며 (냉각제는 대략 25℃의 표층수이고; 표층수 대신 본원에서 다른 냉각수를 사용하는 것도 항상 가능함); 이는 잔류 가스 밖으로 29 g/h의 물을 응축시켰다. 이러한 수성 응축물 (바람직하게는 액적 분리기로 분리됨)을 마찬가지로 잔류물 회화에 보내고, 언급된 다른 잔류물과 함께 (상기한 바와 같이, 5.49 m3 (STP)/h의 공기를 공급하면서) 회화하였다. 고온 회화 가스를 냉각시켜 수증기 (52 bar, 267℃, 4.6 kg/h)를 생성하고, 주위로 방출시켰다.In a downstream indirect heat exchanger, it was cooled to 107 ° C without forming a condensate (the coolant was a "propane-scrubbed" residual gas, simultaneously heated to 30 ° C to 86 ° C). In the subsequent additional indirect heat exchanger, the residual gas at 107 DEG C was cooled to 35 DEG C (the coolant is surface water at approximately 25 DEG C; it is always possible to use other cooling water herein instead of surface water); This condensed 29 g / h of water out of the residual gas. This aqueous condensate (preferably separated by a liquid separator) was likewise sent to the residue painting and was then drawn with other mentioned residues (supplying 5.49 m 3 (STP) / h of air, as described above) . The high-temperature painting gas was cooled to produce water vapor (52 bar, 267 ° C, 4.6 kg / h) and released to the surroundings.

여전히 1.75 m3 (STP)/h의 프로판을 포함하는 잔류 가스 (20 bar, 35℃)를 랜덤 팩킹을 갖는 컬럼의 하부 구획으로 공급하였다 (분리 구역 III). 이러한 스크러빙 컬럼의 상부에서, 독일 소재 할테르만의 PKWF 4/7 af 유형인, 도입 온도 30℃ (압력 20 bar)의 공업용 테트라데칸 12.96 kg/h를 흡수제로서 도입하였다 (F/D 검출에 의한 기체 크로마토그래피 분석은 출발시 (새로운 경우) 하기 GC 면적% 조성을 제공함):Residual gas (20 bar, 35 캜) still containing 1.75 m 3 (STP) / h of propane was fed to the lower compartment of the column with random packing (separation zone III). At the top of the scrubbing column was introduced 12.96 kg / h of industrial tetradecane with an inlet temperature of 30 ° C (pressure 20 bar), PKWF 4/7 af type, Germany, Gas chromatographic analysis provides the following GC area percent composition at start-up (new case):

n-트리데칸 7.6%,7.6% of n-tridecane,

n-테트라데칸 47.3%,47.3% of n-tetradecane,

n-펜타데칸 7.0%,7.0% of n-pentadecane,

n-헥사데칸 3.2%,3.2% n-hexadecane,

n-헵타데칸 14.1%, 및14.1% of n-heptadecane, and

총 잔류물 20.7%.Total residue 20.7%.

스크러빙 컬럼의 상부에서, 압력 20 bar 및 온도 30℃ 및 양 0.58 m3 (STP)/h에서 하기 함량을 갖는 "프로판-스크러빙된" 잔류 가스 (오프가스)가 유출되었다:At the top of the scrubbing column, a "propane-scrubbed" residual gas (off-gas) was sparged at a pressure of 20 bar and a temperature of 30 ° C and an amount of 0.58 m 3 (STP)

프로판 1.97 부피%,1.97% by volume of propane,

프로필렌 0.049 부피%,0.049% by volume of propylene,

메탄 15.95 부피%,15.95% by volume of methane,

에틸렌 5.32 부피%,5.32% by volume of ethylene,

H2 21.29 부피%,H 2 21.29% by volume,

O2 14.46 부피%,O 2 14.46% by volume,

H2O 0.82 부피%,0.82% by volume of H 2 O,

CO 7.23 부피%, 및7.23% by volume of CO, and

CO2 31.43 부피%.CO 2 31.43% by volume.

이러한 오프가스를 기재한 바와 같이 압축시키고, 간접 열 교환시킨 다음, 잔류물 회화에 공급하거나 섬광에 의해 회화하였다.This off-gas was compressed as described, indirect heat exchanged, and then either fed to the residue or drawn by flash.

압력 20 bar 및 온도 59℃인 흡수물 15.27 kg/h를 외부 가열 또는 냉각되지 않은 "프로판 스크러빙 컬럼"의 하부로부터 배출시켰다. 이는 14.79 중량%의 프로판 및 0.38 중량%의 프로필렌을 포함하였다.15.27 kg / h of absorbent with a pressure of 20 bar and a temperature of 59 ° C were discharged from the bottom of the externally heated or uncooled "propane scrubbing column". It contained 14.79 wt% propane and 0.38 wt% propylene.

흡수물을 하류 탈착 컬럼의 상부에 전달하기 전, 간접 열 교환기에서 69℃로 가열하였다. 사용된 열 담체는 탈착 컬럼으로부터의 액체 유출물 (12.96 kg/h)이며, 이는 압력 3.26 bar에서 온도가 80℃이고, 여전히 0.09 중량%의 용해 프로판을 포함하였다. 펌프에 의해, 다시 20 bar로 압축시키고, 표층수 (25℃)를 이용하여 30℃로 간접 냉각시킨 후, "프로판 스크러빙 컬럼"의 상부에서 프로판 흡착에 재순환시켰다.The adsorbate was heated to 69 [deg.] C in an indirect heat exchanger prior to delivery to the top of the downstream desorption column. The heat carrier used was a liquid effluent from the desorption column (12.96 kg / h), which at a pressure of 3.26 bar was at a temperature of 80 ° C and still contained 0.09% by weight dissolved propane. The mixture was further compressed to 20 bar by a pump, indirectly cooled to 30 ° C using surface water (25 ° C), and recycled to propane adsorption at the top of the "propane scrubbing column".

69℃로 가열한 후, 흡수물을 (예를 들어 역펌프 또는 밸브로) 압력 3.26 bar로 압축시키고 (역펌프의 경우 방출된 기계적 에너지는 적절하게는 또한 탈착 컬럼에서 프로판이 제거된 흡수제 (탈착 컬럼의 액체 유출물)를 재압축시키는데 사용됨), 수득한 2상 혼합물을 탈착 컬럼 상부에 전달하였다.After heating to 69 [deg.] C, the absorbent is compressed to a pressure of 3.26 bar (for example by an inverted pump or valve) (in the case of an inverted pump the mechanical energy released is suitably also removed from the desorption column, The liquid effluent of the column), and the resulting two-phase mixture was transferred to the top of the desorption column.

0.1 kg/h의 수증기를 탈착 컬럼의 상부로부터 유래된 흡수물에 역류로 탈착 컬럼 (마찬가지로 랜덤 팩킹을 갖는 컬럼)에 하부로부터 스트리핑 가스로서 압력 5 bar 및 온도 15℃로 공급하였다.A water vapor of 0.1 kg / h was fed to the desorption column (likewise a column with random packing) counter-current to the absorption from the top of the desorption column from the bottom as a stripping gas at a pressure of 5 bar and a temperature of 15 캜.

온도 152℃, 압력 5.00 bar, 양 0.5 kg/h의 수증기가 마찬가지로 탈착 컬럼을 올라가는 수증기에 역류로 전달되는 가열 코일을 탈착 컬럼에 배치하였다.A heating coil having a temperature of 152 DEG C, a pressure of 5.00 bar, and an amount of 0.5 kg / h was similarly fed back to the water vapor rising the desorption column was placed in the desorption column.

탈착 컬럼의 상부에서, 온도 69℃ 및 작업 압력 3.26 bar인 프로판 순환 가스 1.28 m3 (STP)/h가 유출되었다. 온도 435℃의 생성물 가스 A와의 간접 열 교환 에 의해 400℃로 가열된 후, 프로판 순환 가스를 제트 펌프를 작동시키는데 구동 제트로서 사용하여, 탈수소화 순환 가스 및 프로판 순환 가스를 반응 가스 A 출발 혼합물로 반응 구역 A를 충전시키는데 공급하였다.At the top of the desorption column, a 1.28 m 3 (STP) / h of propane circulating gas at a temperature of 69 ° C and a working pressure of 3.26 bar was drained. After heating to 400 DEG C by indirect heat exchange with a product gas A at a temperature of 435 DEG C, propane circulating gas is used as a driving jet to operate the jet pump to convert the dehydrogenated recycle gas and propane circulating gas into the reaction mixture A The reaction zone A was fed to fill.

프로판 순환 가스는 하기 함량을 가졌다:Propane circulating gas had the following contents:

프로판 88.45 부피%,88.45% by volume of propane,

프로필렌 2.39 부피%, 및2.39% by volume of propylene, and

H2O 8.66 부피%.H 2 O 8.66% by volume.

III. 프로판으로부터 아크릴산을 제조하는 제2 예시 방법 (정상 작업 상태로 기재함)III. A second exemplary method of producing acrylic acid from propane (described as normal operation)

반응 구역 A는 상기 II 하에 기재된 바와 같은 트레이 반응기이다. 불균질 촉매화 부분 프로판 탈수소화를 상기 트레이 반응기에서 직선 통과로 탈수소화 순환 가스 모드를 이용하여 수행하였다. 모든 트레이 중의 촉매 총량 (불활성 물질 없이 계산함)에 대한 프로판 적재량은 1500 l (STP)/l·h였다.The reaction zone A is a tray reactor as described under II. Inhomogeneously catalyzed partial propane dehydrogenation was carried out in the tray reactor using a linear pass-through dehydrogenation recycle gas mode. The propane loading for all trays in all trays (calculated without inert materials) was 1500 l (STP) / l · h.

8.23 m3 (STP)/h의 반응 가스 A 충전 가스 혼합물 (출발 혼합물; P = 1.84 bar)을 유동 방향으로 제1 촉매층에 공급하였으며, 이는 하기 함량을 가졌다:A reaction gas A charge gas mixture (starting mixture; P = 1.84 bar) of 8.23 m 3 (STP) / h was fed to the first catalyst bed in the flow direction, which had the following contents:

프로판 64.20 부피%,64.20% by volume of propane,

프로필렌 16.0 부피%,16.0% by volume of propylene,

메탄 1.39 부피%,1.39% by volume of methane,

에틸렌 0.46 부피%,0.46% by volume of ethylene,

H2 2.76 부피%,H 2 2.76% by volume,

O2 1.06 부피%, 및1.06% by volume of O 2 , and

H2O 13.13 부피%.H 2 O 13.13% by volume.

반응 가스 A 충전 가스 혼합물은 제1 가스 혼합물 (1.15 m3 (STP)/h)과 제2 가스 혼합물 (7.08 m3 (STP)/h)의 혼합물이며, 이는 고정식 혼합기에 의해 두 가스 혼합물을 조합하여 수득하였다. 제1 가스 혼합물의 온도는 450℃이고, 압력은 1.84 bar이며, 하기로 구성되었다:Reaction gas A The charge gas mixture is a mixture of a first gas mixture (1.15 m 3 (STP) / h) and a second gas mixture (7.08 m 3 (STP) / h) &Lt; / RTI &gt; The temperature of the first gas mixture was 450 DEG C and the pressure was 1.84 bar, consisting of:

98 부피% 초과의 정도로 프로판 (새로운 프로판)을 포함하는 1.06 m3 (STP)/h의 조 프로판 (T = 237℃, P = 2.90 bar), 및1.06 m 3 (STP) / h crude propane (T = 237 ° C, P = 2.90 bar) containing propane (fresh propane) to an extent of greater than 98%

0.087 m3 (STP)/h의 O2 (T = 143℃, P = 1.84 bar, 순도 99 부피% 초과).0.087 m 3 (STP) / h of O 2 (T = 143 ° C, P = 1.84 bar, purity greater than 99% by volume).

제1 열 교환기에서, 반응 구역 A 외부에서 반응 구역 B의 방향으로 전달된 생성물 가스 A와의 간접 열 교환은 450℃의 온도를 설정하였다.In the first heat exchanger, the indirect heat exchange with the product gas A delivered in the direction of the reaction zone B from outside the reaction zone A set the temperature of 450 ° C.

제2 가스 혼합물은 하기로 구성되었다.The second gas mixture was constructed as follows.

5.04 m3 (STP)/h의 탈수소화 순환 가스 (T = 540℃, P = 1.73 bar), 및5.04 m 3 (STP) / h of dehydrogenation circulating gas (T = 540 ° C, P = 1.73 bar), and

2.04 m3 (STP)/h의 프로판 순환 가스 (T = 400℃, P = 3.26 bar).Propane circulating gas of 2.04 m 3 (STP) / h (T = 400 ° C, P = 3.26 bar).

이의 압력은 1.84 bar이고, 온도는 486℃였다. 제1 열 교환기에서 476℃의 온도로 냉각된 생성물 가스 A와의 간접 열 교환은 프로판 순환 가스의 온도를 설정하였다. 탈수소화 순환 가스 유동을 제트 펌프 원리 (DE-A 10211275 참조)에 따라 수행하고, 구동 제트로서 기능하는 프로판 순환 가스를 400℃로 가열하였다.Its pressure was 1.84 bar and the temperature was 486 ° C. Indirect heat exchange with the product gas A cooled to a temperature of 476 ° C in the first heat exchanger set the temperature of the propane circulating gas. Dehydrogenation The circulating gas flow was carried out in accordance with the jet pump principle (DE-A 10211275) and the propane circulating gas functioning as the drive jet was heated to 400 ° C.

반응 가스 A 충전 가스 혼합물의 유입 온도 및 반응 가스 A 충전 가스 혼합물이 유동하는 제1 촉매층의 층 높이는 반응 가스 A가 온도 503℃ 및 압력 1.81 bar의 상기 촉매층에서 하기 함량으로 유출되도록 하였다:The inlet temperature of the Reaction Gas A packed gas mixture and the bed height of the first catalyst layer through which the Reaction Gas A packed gas mixture flows are such that the Reaction Gas A is spilled out from the catalyst bed at a temperature of 503 ° C and a pressure of 1.81 bar in the following amounts:

프로판 60.7 부피%,60.7% by volume of propane,

프로필렌 18.19 부피%,18.19% by volume of propylene,

메탄 1.59 부피%,1.59% by volume of methane,

에틸렌 0.53 부피%,0.53% by volume of ethylene,

H2 2.94 부피%,H 2 2.94% by volume,

O2 0 부피%, 및O 2 0 vol%, and

H2O 15.0 부피%.H 2 O 15.0% by volume.

유출량은 8.35 m3 (STP)/h였다.The effluent was 8.35 m 3 (STP) / h.

제1 촉매층을 지나서, 0.13 m3 (STP)/h의 산소 분자 (순도 99 부피% 초과)를 반응 가스 A에 계량 첨가하였다 (T = 143℃, P = 2.40 bar). 계량 첨가를 스로틀링에 의해 수행하여 생성된 반응 가스 A의 생성 압력이 여전히 1.81 bar이도록 하였다.Over the first catalyst bed, 0.13 m 3 (STP) / h of oxygen molecules (purity greater than 99% by volume) were metered into the reaction gas A (T = 143 ° C, P = 2.40 bar). The metering addition was performed by throttling so that the produced pressure of the produced reaction gas A was still 1.81 bar.

제2 촉매층의 층 높이는 반응 가스 A가 온도 520℃ 및 압력 1.78 bar의 제2 촉매층에서 하기 함량으로 유출되도록 하였다:The layer height of the second catalyst bed was such that the reaction gas A was spilled out in the second catalyst bed at a temperature of 520 DEG C and a pressure of 1.78 bar in the following amounts:

프로판 54.2 부피%,54.2% by volume of propane,

프로필렌 21.3 부피%,21.3% by volume of propylene,

메탄 1.90 부피%,1.90% by volume of methane,

에틸렌 0.63 부피%,0.63% by volume of ethylene,

H2 3.61 부피%,H 2 3.61% by volume,

O2 0 부피%, 및O 2 0 vol%, and

H2O 17.3 부피%.H 2 O 17.3% by volume.

유출량은 8.70 m3 (STP)/h였다.The effluent was 8.70 m 3 (STP) / h.

제3 촉매층의 상류에 배치된 고정식 혼합기의 상류에서, 0.17 m3 (STP)/h의 산소 분자 (순도 99 부피% 초과)를 이 반응 가스 A에 계량 첨가하였다 (T = 143℃, 압력 1.78 bar에서 스로틀링됨). 생성된 반응 가스 A의 생성 압력은 여전히 1.78 bar였다.At the upstream of the stationary mixer located upstream of the third catalyst bed, 0.17 m 3 (STP) / h of oxygen molecules (above 99 vol% purity) were metered into this reaction gas A (T = 143 ° C, pressure 1.78 bar Lt; / RTI &gt; The pressure of the produced reaction gas A was still 1.78 bar.

제3 촉매층의 층 높이는 반응 가스 A가 온도 540℃ 및 압력 1.73 bar의 제3 촉매층에서 하기 함량으로 생성물 가스 A로서 유출되도록 하였다:The layer height of the third catalyst bed was such that the reaction gas A was spilled out as product gas A in the third catalyst bed at a temperature of 540 ° C and a pressure of 1.73 bar in the following amounts:

프로판 46.30 부피%,46.30% by volume of propane,

프로필렌 25.12 부피%,25.12% by volume of propylene,

에틸렌 0.75 부피%,0.75% by volume of ethylene,

메탄 2.27 부피%,2.27% by volume of methane,

H2 4.50 부피%,4.50% by volume of H 2 ,

O2 0 부피%, 및O 2 0 vol%, and

H2O 20.05 부피%.H 2 O 20.05% by volume.

유출량은 9.17 m3 (STP)/h였다.The effluent was 9.17 m 3 (STP) / h.

유동 분할기로 생성물 가스 A를 동일한 조성의 2개의 부분으로 분할하였다. 제1 부분은 5.04 m3 (STP)/h이고, 제2 부분은 4.13 m3 (STP)/h였다. 제1 부분을 반응 가스 A 충전 가스 혼합물의 성분으로서 반응 구역 A로 재순환시켰다. 제1 부분의 탈수소화 순환 가스 유동을 위해, 상기와 같이 가열된 프로판 순환 가스를 구동 제트로서 사용하여 제트 펌프를 작동시키고, 혼합 구역 및 확산기를 거쳐 구동 노즐을 통해 압축된 구동 제트의 전달 방향은 반응 구역 A로의 유입 방향을 가리키고, 흡입 노즐은 생성물 가스 A의 제1 유동 부분의 방향을 가리키며, "흡입 노즐-혼합 구역-확산기" 연결은 재순환될 생성물 가스 A의 제1 부분과 반응 구역 A의 접근부 사이의 단독 연결 라인을 형성하였다. The product gas A was divided into two parts of the same composition by a flow divider. The first part was 5.04 m 3 (STP) / h and the second part was 4.13 m 3 (STP) / h. The first portion was recycled to the reaction zone A as a component of the reaction gas A charge gas mixture. For the dehydrogenation circulating gas flow of the first part, the propane circulating gas heated as above is used as the driving jet to operate the jet pump, and the delivery direction of the driving jet compressed through the driving nozzle through the mixing zone and the diffuser is The suction nozzle indicates the direction of the first flow portion of the product gas A and the "suction nozzle-mixing zone-diffuser" connection refers to the first portion of the product gas A to be recycled and the second portion of the reaction zone A Thus forming a single connection line between the access points.

생성물 가스 A의 제2 부분을 반응 구역 A 밖으로 전달하고, 먼저 반응 가스 A 출발 혼합물 (충전 가스 혼합물)에 포함되며 조 프로판 및 산소 분자로 구성된 제1 가스 혼합물과의 제1 간접 열 교환에 의해 540℃에서 476℃로 냉각시켰다. 생 성물 가스 A의 작업 압력은 본질적으로 유지되었다.A second portion of the product gas A is delivered out of the reaction zone A and is first introduced into the reaction mixture A by a first indirect heat exchange with a first gas mixture comprised of crude propane and oxygen molecules, RTI ID = 0.0 &gt; 476 C. &lt; / RTI &gt; The working pressure of the product gas A was intrinsically maintained.

동시에, 제1 가스 혼합물은 235℃에서 450℃로 가열하였으며, 이 가스 혼합물의 작업 압력 1.84 bar는 본질적으로 유지되었다.At the same time, the first gas mixture was heated to 23O &lt; 0 &gt; C to 450 &lt; 0 &gt; C and the working pressure of this gas mixture was essentially maintained at 1.84 bar.

분리 구역 IV로부터의 프로판 순환 가스와 하류 제2 간접 열 교환에서, 생성물 가스 A를 476℃에서 307℃로 냉각시켰다. 반대로, 프로판 순환 가스의 온도는 69℃에서 400℃로 증가하였다.In a second indirect indirect downstream heat exchange with the propane circulation gas from the separation zone IV, the product gas A was cooled from 476 캜 to 307 캜. Conversely, the temperature of the propane circulating gas increased from 69 ° C to 400 ° C.

이후, 0.52 m3 (STP)/h의 수증기를 307℃로 냉각된 생성물 가스 A로부터 응축시켜 제거하였다. 이를 위해, 307℃로 냉각된 생성물 가스 A를 먼저 간접 열 교환에서 3.60 m3 (STP)/h의 생성물 가스 A* (T = 54℃, P = 1.73 bar) (적정량의 수증기가 이미 응축에 의해 제거되어 111℃로 냉각됨)로 전달하였다. 생성물 가스 A*의 온도는 동시에 277℃로 증가하였다.Thereafter, steam of 0.52 m 3 (STP) / h was removed by condensation from product gas A cooled to 307 ° C. For this, the product gas A cooled to 307 ° C is first subjected to indirect heat exchange to produce product gas A * (T = 54 ° C, P = 1.73 bar) of 3.60 m 3 (STP) / h Removed and cooled to &lt; RTI ID = 0.0 &gt; 111 C). The temperature of the product gas A * increased to 277 ° C at the same time.

(29℃로) 냉각되고 미리 생성물 가스 A로부터 적절한 직접 냉각에 의해 제거된 분무 수성 응축물을 이용한 직접 냉각은 생성물 가스 A로부터 응축에 의해 상기 언급된 양의 수증기를 제거하여 생성물 가스 A* (P = 1.73 bar, T = 54℃, 3.60 m3 (STP)/h)를 수득하게 하였다. 이를 상기한 바와 같이 277℃로 가열하였다. 이어서, 1.39 m3 (STP)/h의 산소 분자 (순도 99 부피% 초과, T = 143℃, P = 2.40 bar)를 생성물 가스 A*로 스로틀링하였다. 이는 온도 262℃ 및 작업 압력 1.63 bar인 반응 가스 B 출발 혼합물 (충전 가스 혼합물)을 형성하였다.(29 [deg.] C) and directly removed from the product gas A by appropriate direct cooling, removes the aforementioned amount of water vapor from the product gas A by condensation to produce product gas A * (P = 1.73 bar, T = 54 캜, 3.60 m 3 (STP) / h). This was heated to 277 캜 as described above. Then, oxygen molecules of 1.39 m 3 (STP) / h (purity greater than 99% by volume, T = 143 ° C, P = 2.40 bar) were throttled with product gas A * . This formed a reaction gas B starting mixture (charging gas mixture) at a temperature of 262 ° C and a working pressure of 1.63 bar.

반응 가스 B 출발 혼합물 (충전 가스 혼합물)은 하기 함량을 가졌다:Reaction gas B The starting mixture (charge gas mixture) had the following contents:

프로판 38.26 부피%,38.26% by volume of propane,

프로필렌 20.77 부피%,20.77% by volume of propylene,

에틸렌 0.62 부피%,0.62% by volume of ethylene,

메탄 1.87 부피%,1.87% by volume of methane,

H2 3.73 부피%,H 2 3.73% by volume,

O2 27.53 부피%, 및27.53% by volume of O 2 , and

H2O 6.20 부피%.H 2 O 6.20% by volume.

이를 사용하여 상기 II에서와 동일한 구조를 갖는 반응 구역 B를 충전시켰다.This was used to charge reaction zone B having the same structure as in II.

제1 산화 단계의 촉매 충전시 프로필렌 적재량은 164 l (STP)/l·h가 되도록 선택하였다. 염 용융물 (KNO3 53 중량%, NaNO2 40 중량%, NaNO3 7 중량%)은 하기 유입 온도를 가졌다:During the first oxidation step the catalyst charge was chosen to be 164 l (STP) / l · h. The salt melt (53 wt.% KNO 3 , 40 wt.% NaNO 2 , 7 wt.% NaNO 3 ) had the following inlet temperature:

TA = 331℃ TB = 339℃T A = 331 ° C T B = 339 ° C

TC = 275℃ TD = 282℃T C = 275 ° C T D = 282 ° C

충분한 산소 분자 (143℃, 2.40 bar)를 제1 산화 단계의 생성물 가스 혼합물에 계량 첨가 (스로틀링)하여, 제2 산화 단계를 위한 생성된 충전 가스 혼합물에서 의 O2:아크롤레인 몰비가 0.72였다. 제2 산화 단계의 촉매 충전시 아크롤레인 적재량은 139 l (STP)/l·h였다. 제2 산화 단계로의 유입 압력은 1.57 bar였다. 반응 가스 B는 온도 260℃의 중간 냉각기에서 유출되고, 제2 산화 단계로의 충전 가스 혼합물의 유입 온도는 256℃였다.And sufficient molecular oxygen (143 ℃, 2.40 bar), the first addition of the weighing in the product gas mixture of the oxidation step (throttling), the 2 O 2 in the resulting charge gas mixture for the oxidation step: acrolein was a molar ratio of 0.72. The amount of acrolein loaded during the second oxidation step of the catalyst was 139 l (STP) / l · h. The inlet pressure to the second oxidation step was 1.57 bar. Reaction gas B was effluent at an intermediate cooler at a temperature of 260 占 폚 and the inflow temperature of the packed gas mixture to the second oxidation step was 256 占 폚.

제1 산화 단계의 생성물 가스 혼합물은 하기 함량을 가졌다:The product gas mixture of the first oxidation step had the following contents:

아크롤레인 17.51 부피%,17.51% by volume of acrolein,

아크릴산 1.18 부피%,1.18% by volume of acrylic acid,

프로판 38.12 부피%,38.12% by volume of propane,

프로필렌 1.03 부피%,1.03% by volume of propylene,

메탄 1.86 부피%,1.86% by volume of methane,

H2 3.71 부피%,H 2 3.71% by volume,

에틸렌 0.62 부피%,0.62% by volume of ethylene,

O2 4.18 부피%,O 2 4.18% by volume,

H2O 27.83 부피%,27.83% by volume of H 2 O,

CO 0.88 부피%, 및0.88% by volume of CO, and

CO2 2.07 부피%.2.07% by volume of CO 2 .

후속냉각기로의 유입 전, 제1 산화 단계의 생성물 가스의 온도는 335℃였다.Before entering the subsequent cooler, the temperature of the product gas in the first oxidation step was 335 ° C.

제2 산화 단계의 생성물 가스 혼합물 (생성물 가스 B)은 온도가 270℃이고, 압력이 1.55 bar이며, 또한 하기 함량을 가졌다:The product gas mixture (product gas B) in the second oxidation step had a temperature of 270 DEG C, a pressure of 1.55 bar and also had the following contents:

아크롤레인 0.089 부피%,0.089% by volume of acrolein,

아크릴산 17.67 부피%,17.67% by volume of acrylic acid,

아세트산 0.52 부피%,0.52% by volume of acetic acid,

프로판 37.99 부피%,37.99% by volume of propane,

프로필렌 1.02 부피%,1.02% by volume of propylene,

메탄 1.86 부피%,1.86% by volume of methane,

에틸렌 0.62 부피%,0.62% by volume of ethylene,

H2 3.70 부피%,3.70% by volume of H 2 ,

O2 2.61 부피%,O 2 2.61% by volume,

H2O 28.42 부피%,28.42% by volume of H 2 O,

CO 1.41 부피%, 및1.41% by volume of CO, and

CO2 3.10 부피%.CO 2 3.10% by volume.

WO 2004/035514에 기재된 바와 같이, 생성물 가스 B (5.03 m3 (STP)/h)를 트레이 컬럼에서 분별 응축시켰다 (분리 구역 II).As described in WO 2004/035514, product gas B (5.03 m 3 (STP) / h) was fractionally condensed in a tray column (separation zone II).

제1 연료로서, 13.9 g/h의 고 비점물 (폴리아크릴산 (마이클 부가물) 등)을 잔류물 회화에 공급하였다.As the first fuel, 13.9 g / h of high boiling point water (polyacrylic acid (Michael adduct), etc.) was fed to the residue painting.

생성물 가스 B의 공급 위 제2 수집 트레이로부터 트레이 컬럼으로, 온도가 15℃이고 96.99 중량%의 아크릴산을 갖는 응축 조 아크릴산 2.82 kg/h를 배출시켰다. WO 2004/035514에 기재된 바와 같이, 이를 소량의 물 첨가 후 현탁액-결정화시키고, 현탁액 결정을 유압식 스크러빙 컬럼에서 모액으로부터 분리하고, 모액을 WO 2004/035514에 기재된 바와 같이 응축 컬럼으로 재순환시켰다. 세척된 현탁액 결정의 순도는 아크릴산 99.87 중량% 초과이며, 즉시 위생 부문 용도의 물-"초흡수" 중합체를 제조하는데 적합하다.2.82 kg / h of condensed crude acrylic acid having a temperature of 15 캜 and 96.99% by weight of acrylic acid was discharged from the second collecting tray to the tray column on the supply of the product gas B. The suspension crystals were separated from the mother liquor in a hydraulic scrubbing column and the mother liquor was recycled to the condensation column as described in WO 2004/035514, as described in WO 2004/035514, after a small amount of water was added and the suspension crystallized. The purity of the washed suspension crystals is greater than 99.87% by weight of acrylic acid and is suitable for the preparation of water- "superabsorbent" polymers for immediate hygiene applications.

생성물 가스 B의 공급 위 제3 수집 트레이로부터 응축 컬럼으로 배출되었으나 응축 컬럼으로 재순환되지 않은 산성수 응축물의 양은 1.24 kg/h이고, 온도는 33℃이며, 하기 함량을 가졌다:The amount of acidic water condensate discharged into the condensing column from the third collection tray on the feed of product gas B but not recycled to the condensing column was 1.24 kg / h, the temperature was 33 ° C, and had the following contents:

아크롤레인 0.73 중량%,0.73% by weight of acrolein,

아크릴산 4.95 중량%,4.95% by weight of acrylic acid,

아세트산 5.16 중량%, 및5.16% by weight acetic acid, and

물 88.1 중량%.88.1% by weight of water.

응축 컬럼의 상부에서, 잔류 가스 2.72 m3 (STP)/h가 온도 33℃ 및 압력 1.20 bar의 분리 구역 II에서 하기 함량으로 유출되었다: At the top of the condensation column, 2.72 m 3 (STP) / h of residual gas was sparged in the separation zone II at a temperature of 33 ° C and a pressure of 1.20 bar in the following amounts:

아크롤레인 0.03 부피%,0.03% by volume of acrolein,

아크릴산 0.02 부피%,0.02% by volume of acrylic acid,

아세트산 0.01 부피%,0.01% by volume of acetic acid,

프로판 70.26 부피%,70.26% by volume of propane,

프로필렌 1.91 부피%,1.91% by volume of propylene,

에틸렌 1.15 부피%,1.15% by volume of ethylene,

H2 6.93 부피%,6.93% by volume of H 2 ,

메탄 3.44 부피%,3.44% by volume of methane,

O2 4.83 부피%,O 2 4.83% by volume,

H2O 2.11 부피%,2.11% by volume of H 2 O,

CO 2.59 부피%, 및2.59% by volume of CO, and

CO2 5.73 부피%.5.73% by volume of CO2.

다단계 방사형 압축기의 제1 압축기 단계에서, 잔류 가스를 1.20 bar에서 6.93 bar로 압축시켰으며, 이 과정 중 잔류 가스의 온도는 127℃로 증가하였다.In the first compressor stage of the multistage radial compressor, the residual gas was compressed from 1.20 bar to 6.93 bar during which the temperature of the residual gas increased to 127 ° C.

간접 열 교환기에서, 응축물을 형성하지 않으면서 114℃로 냉각시켰다 (냉각제는 "프로판-스크러빙된" 잔류 가스 (이하에서 "오프가스"라고도 지칭됨)이며, 이는 간접 열 교환기에서 30℃에서 84℃로 가열된 후 다단계 팽창 터빈의 제1 팽창 단계에서 20 bar로부터 출발하여 압축되고 동시에 냉각됨). 이는 오프가스 (0.69 m3 (STP)/h)를 가열시켰다. 제2 팽창 단계에서, 오프가스를 1.10 bar로 압축시키고 (이때 온도는 25℃임), 이어서 잔류물 회화에 공급하였다.(Hereinafter also referred to as "off-gas") in an indirect heat exchanger, which was cooled to 114 [deg.] C without forming condensate Lt; RTI ID = 0.0 &gt; 20 &lt; / RTI &gt; bar in the first expansion stage of the multistage expansion turbine. This heated off gas (0.69 m 3 (STP) / h). In the second expansion step, the off-gas was compressed to 1.10 bar, at which time the temperature was 25 [deg.] C, and then fed to the retentate.

간접 공기 냉각기에서, 압축된 잔류 가스 (P = 6.93 bar 및 T = 114℃)를 59℃로 냉각시켰다. 추가 압축기 단계에서, 6.93 bar에서 20 bar로 압축시켜 동시에 114℃로 가열시켰다. 하류 간접 열 교환기에서, 응축물을 형성하지 않으면서 107 ℃로 냉각시켰다 (냉각제는 "프로판-스크러빙된" 잔류 가스이며, 동시에 30℃에서 84℃로 가열됨). 추가 간접 열 교환기 하류에서, 107℃에서의 잔류 가스를 35℃로 냉각시켰다 (냉각제는 대략 25℃의 표층수임).In an indirect air cooler, the compressed residual gas (P = 6.93 bar and T = 114 占 폚) was cooled to 59 占 폚. In an additional compressor stage, it was compressed from 6.93 bar to 20 bar and simultaneously heated to 114 ° C. In a downstream indirect heat exchanger, it was cooled to 107 ° C without forming a condensate (the coolant was a "propane-scrubbed" residual gas, simultaneously heated to 30 ° C to 84 ° C). At the downstream of the additional indirect heat exchanger, the residual gas at 107 ° C was cooled to 35 ° C (coolant is surface water at approximately 25 ° C).

이는 잔류 가스 밖으로 44.8 g/h의 물을 응축시켰다. 이러한 수성 응축물을 마찬가지로 잔류물 회화에 공급하고, 언급된 다른 잔류물과 함께 (5.95 m3 (STP)/h의 공기를 공급하면서) 회화하였다. 고온 연소 가스를 냉각시켜 수증기 (52 bar, 267℃, 5.16 kg/h)를 수득하고, 주위로 방출시켰다.This condensed 44.8 g / h of water out of the residual gas. These aqueous condensates were likewise fed to the residue painting and sparged with other mentioned residues (supplying 5.95 m 3 (STP) / h of air). Steam (52 bar, 267 占 폚, 5.16 kg / h) was obtained by cooling the hot combustion gas and released around.

여전히 2.67 m3 (STP)/h의 프로판을 포함하는 잔류 가스 (20 bar, 35℃)를 랜덤 팩킹을 갖는 컬럼의 하부 구획으로 공급하였다 (분리 구역 III).Residual gas (20 bar, 35 캜) still containing 2.67 m 3 (STP) / h of propane was fed to the lower compartment of the column with random packing (separation zone III).

이러한 스크러빙 컬럼의 상부에서, (상기 II에 기재된 바와 같은) 독일 소재 할테르만의 공업용 테트라데칸 20.39 kg/h를 도입 온도 30℃ (압력 20 bar)로 도입하였다.At the top of this scrubbing column 20.39 kg / h of industrial tetradecane from Haltermann, Germany (as described in II) was introduced at an introduction temperature of 30 ° C (pressure 20 bar).

스크러빙 컬럼의 상부에서, 압력 20 bar 및 온도 30℃ 및 양 0.69 m3 (STP)/h에서 하기 함량을 갖는 "프로판-스크러빙된" 잔류 가스 (오프가스)가 유출되었다:At the top of the scrubbing column, a "propane-scrubbed" residual gas (off-gas) was sparged at a pressure of 20 bar and a temperature of 30 ° C and an amount of 0.69 m 3 (STP)

프로판 1.38 부피%,1.38% by volume of propane,

프로필렌 0.04 부피%,0.04% by volume of propylene,

에틸렌 4.48 부피%,4.48% by volume of ethylene,

메탄 13.44 부피%,13.44% by volume of methane,

H2 27.12 부피%,H 2 27.12% by volume,

O2 18.89 부피%,O 2 18.89% by volume,

H2O 1.04 부피%,1.04% by volume of H 2 O,

CO 10.16 부피%, 및10.16% by volume of CO, and

CO2 22.44 부피%.CO 2 22.44% by volume.

이러한 오프가스를 기재한 바와 같이 압축시키고, 간접 열 교환시킨 다음, 잔류물 회화에 공급하거나 섬광에 의해 회화하였다.This off-gas was compressed as described, indirect heat exchanged, and then either fed to the residue or drawn by flash.

압력 20 bar 및 온도 61℃인 흡수물 24.27 kg/h를 외부 가열 또는 냉각되지 않은 "프로판 스크러빙 컬럼"의 하부로부터 배출시켰다. 이는 15.63 중량%의 프로판 및 0.41 중량%의 프로필렌을 포함하였다.An absorbent of 24.27 kg / h at a pressure of 20 bar and a temperature of 61 ° C was discharged from the bottom of the externally heated or uncooled "propane scrubbing column". It contained 15.63 wt% propane and 0.41 wt% propylene.

흡수물을 하류 탈착 컬럼의 상부에 전달하기 전, 간접 열 교환기에서 69℃로 가열하였다. 사용된 열 담체는 탈착 컬럼으로부터의 액체 유출물 (20.39 kg/h)이며, 이는 압력 3.26 bar에서 온도가 80℃이고, 여전히 0.089 중량%의 용해 프로판을 포함하였다. 펌프에 의해, 다시 20 bar로 압축시키고, 표층수 (25℃)를 이용하여 30℃로 간접 냉각시킨 후, "프로판 스크러빙 컬럼"의 상부에서 프로판 흡착에 재순환시켰다.The adsorbate was heated to 69 [deg.] C in an indirect heat exchanger prior to delivery to the top of the downstream desorption column. The heat carrier used was a liquid effluent from the desorption column (20.39 kg / h), which was at a pressure of 3.26 bar at a temperature of 80 ° C and still contained 0.089% by weight dissolved propane. The mixture was further compressed to 20 bar by a pump, indirectly cooled to 30 ° C using surface water (25 ° C), and recycled to propane adsorption at the top of the "propane scrubbing column".

69℃로 가열한 후, 흡수물을 (예를 들어 역펌프 또는 밸브로) 압력 3.26 bar로 압축시키고 (역펌프의 경우 방출된 기계적 에너지는 적절하게는 또한 탈착 컬럼에서 프로판이 제거된 흡수제 (탈착 컬럼의 액체 유출물)를 재압축시키는데 사용 됨), 수득한 2상 혼합물을 탈착 컬럼 상부에 전달하였다.After heating to 69 [deg.] C, the absorbent is compressed to a pressure of 3.26 bar (for example by an inverted pump or valve) (in the case of an inverted pump the mechanical energy released is suitably also removed from the desorption column, The liquid effluent of the column), and the resulting two-phase mixture was transferred to the top of the desorption column.

0.1 kg/h의 수증기를 탈착 컬럼의 상부로부터 유래된 흡수물에 역류로 탈착 컬럼 (마찬가지로 랜덤 팩킹을 갖는 컬럼)에 하부로부터 스트리핑 가스로서 압력 5 bar 및 온도 15℃로 공급하였다.A water vapor of 0.1 kg / h was fed to the desorption column (likewise a column with random packing) counter-current to the absorption from the top of the desorption column from the bottom as a stripping gas at a pressure of 5 bar and a temperature of 15 캜.

온도 152℃, 압력 5.00 bar, 양 0.8 kg/h의 수증기가 마찬가지로 탈착 컬럼을 올라가는 수증기에 역류로 전달되는 가열 코일을 탈착 컬럼에 배치하였다.A heating coil having a temperature of 152 DEG C, a pressure of 5.00 bar, and an amount of 0.8 kg / h was similarly fed back to the water vapor rising the desorption column was placed in the desorption column.

탈착 컬럼의 상부에서, 온도 69℃ 및 작업 압력 3.26 bar인 프로판 순환 가스 2.04 m3 (STP)/h가 유출되었다. 온도 476℃의 생성물 가스 A와의 간접 열 교환에 의해 400℃로 가열된 후, 프로판 순환 가스를 제트 펌프를 작동시키는데 구동 제트로서 사용하여, 탈수소화 순환 가스 및 프로판 순환 가스를 혼합물로 반응 가스 A 출발 혼합물로 반응 구역 A를 충전시키는데 공급하였다.At the top of the desorption column, 2.04 m 3 (STP) / h of propane circulating gas at a temperature of 69 ° C and a working pressure of 3.26 bar was spilled. Heated to 400 DEG C by indirect heat exchange with the product gas A at a temperature of 476 DEG C and then propane circulating gas is used as a driving jet to operate the jet pump to produce dehydrogenated circulating gas and propane circulating gas as a mixture starting from the reaction gas A And fed to fill reaction zone A with the mixture.

프로판 순환 가스는 하기 함량을 가졌다:Propane circulating gas had the following contents:

프로판 93.07 부피%,Propane 93.07% by volume,

프로필렌 2.52 부피%, 및2.52% by volume of propylene, and

H2O 3.40 부피%.H 2 O 3.40% by volume.

IV. 프로판으로부터 아크릴산을 제조하는 제3 예시 방법 (정상 작업 상태로 기재함)IV. A third exemplary method for producing acrylic acid from propane (described as normal operation)

반응 구역 A는 상기 II 하에 기재된 바와 같은 트레이 반응기이다. 불균질 촉매화 부분 프로판 탈수소화를 상기 트레이 반응기에서 직선 통과로 탈수소화 순 환 가스 모드를 이용하지 않고 수행하였다. 모든 트레이 중의 촉매 총량 (불활성 물질 없이 계산함)에 대한 프로판 적재량은 1500 l (STP)/l·h였다.The reaction zone A is a tray reactor as described under II. Inhomogeneously catalyzed partial propane dehydrogenation was carried out in the tray reactor without the use of a linear pass-through dehydrogenation circulating gas mode. The propane loading for all trays in all trays (calculated without inert materials) was 1500 l (STP) / l · h.

3.80 m3 (STP)/h의 반응 가스 A 충전 가스 혼합물 (출발 혼합물; T = 418℃; P = 1.77 bar)을 유동 방향으로 제1 촉매층에 공급하였으며, 이는 하기 함량을 가졌다:A reaction gas A charge gas mixture (starting mixture; T = 418 DEG C; P = 1.77 bar) of 3.80 m 3 (STP) / h was fed to the first catalyst bed in the flow direction, which had the following contents:

프로판 75.21 부피%,75.21% by volume of propane,

프로필렌 1.35 부피%,1.35% by volume of propylene,

메탄 0.01 부피%,0.01% by volume of methane,

H2 8.60 부피%,H 2 8.60% by volume,

O2 4.32 부피%,O 2 4.32% by volume,

N2 0.96 부피%,0.96% by volume of N 2 ,

H2O 7.68 부피%,7.68% by volume of H 2 O,

CO 0.02 부피%, 및0.02% by volume of CO, and

CO2 0.83 부피%.0.83% by volume of CO 2 .

반응 가스 A 충전 가스 혼합물은 제1 가스 혼합물 (1.59 m3 (STP)/h)과 제2 가스 혼합물 (2.21 m3 (STP)/h)의 혼합물이며, 이는 고정식 혼합기에 의해 두 가스 혼합물을 조합하여 수득하였다. 제1 가스 혼합물의 온도는 450℃이고, 압력은 1.77 bar이며, 하기로 구성되었다:Reaction gas A The charge gas mixture is a mixture of a first gas mixture (1.59 m 3 (STP) / h) and a second gas mixture (2.21 m 3 (STP) / h) &Lt; / RTI &gt; The temperature of the first gas mixture was 450 DEG C and the pressure was 1.77 bar, consisting of:

98 부피% 초과의 정도로 프로판 (새로운 프로판)을 포함하는 1.02 m3 (STP)/h의 조 프로판 (T = 237℃, P = 2.90 bar), 1.02 m 3 (STP) / h crude propane (T = 237 ° C, P = 2.90 bar) containing propane (fresh propane) to above 98%

0.16 m3 (STP)/h의 O2 (T = 143℃, P = 1.77 bar, 순도 99 부피% 초과), 및0.16 m 3 (STP) / h of O 2 (T = 143 ° C, P = 1.77 bar, purity greater than 99% by volume), and

우세하게 수소 분자를 포함하며 막 분리에 의해 "프로판-스크러빙된" 잔류 가스 (오프가스)로부터 제거된 0.41 m3 (STP)/h의 가스 (T = 30℃; 1.77 bar로 스로틀링됨).0.41 m 3 (STP) / h of gas (T = 30 ° C; throttle to 1.77 bar), which contains predominantly hydrogen molecules and is removed from the "propane-scrubbed" residual gas (off-gas) by membrane separation.

제1 열 교환기에서, 반응 구역 A 외부에서 반응 구역 B의 방향으로 전달된 생성물 가스 A와의 간접 열 교환은 450℃의 온도를 설정하였다.In the first heat exchanger, the indirect heat exchange with the product gas A delivered in the direction of the reaction zone B from outside the reaction zone A set the temperature of 450 ° C.

제2 가스 혼합물은 프로판 순환 가스 (2.21 m3 (STP)/h; 400℃; 1.77 bar)였다. 제1 열 교환기에서 500℃의 온도로 냉각된 생성물 가스 A와의 간접 열 교환은 프로판 순환 가스의 온도를 설정하였다.The second gas mixture was a propane circulating gas (2.21 m 3 (STP) / h; 400 ° C; 1.77 bar). Indirect heat exchange with the product gas A cooled to a temperature of 500 ° C in the first heat exchanger set the temperature of the propane circulating gas.

반응 가스 A 충전 가스 혼합물의 유입 온도 및 반응 가스 A 충전 가스 혼합물이 유동하는 제1 촉매층의 층 높이는 반응 가스 A가 온도 507℃ 및 압력 1.76 bar의 상기 촉매층에서 하기 함량으로 유출되도록 하였다:The inlet temperature of the Reaction Gas A packed gas mixture and the bed height of the first catalyst layer through which the Reaction Gas A packed gas mixture flows are such that the Reaction Gas A is spilled out in the catalyst bed at a temperature of 507 ° C and a pressure of 1.76 bar in the following amounts:

프로판 64.42 부피%,64.42% by volume of propane,

프로필렌 9.10 부피%,9.10% by volume of propylene,

에틸렌 0.079 부피%,0.079% by volume of ethylene,

메탄 0.33 부피%,0.33% by volume of methane,

H2 7.63 부피%,H 2 7.63% by volume,

O2 0 부피%,O 2 0% by volume,

N2 0.92 부피%,0.92% by volume of N 2 ,

H2O 15.69 부피%,15.69% by volume of H 2 O,

CO 0 부피%, 및0 vol% of CO, and

CO2 0.82 부피%.0.82% by volume of CO 2 .

유출량은 3.95 m3 (STP)/h였다.The runoff was 3.95 m 3 (STP) / h.

제1 촉매층을 지나서, 0.13 m3 (STP)/h의 산소 분자 (순도 99 부피% 초과)를 반응 가스 A에 계량 첨가하였다 (T = 143℃, P = 2.40 bar). 계량 첨가를 스로틀링에 의해 수행하여 생성된 반응 가스 A의 생성 압력이 여전히 1.76 bar이도록 하였다.Over the first catalyst bed, 0.13 m 3 (STP) / h of oxygen molecules (purity greater than 99% by volume) were metered into the reaction gas A (T = 143 ° C, P = 2.40 bar). The metering addition was carried out by throttling so that the produced pressure of the produced reaction gas A was still 1.76 bar.

제2 촉매층의 층 높이는 반응 가스 A가 온도 544℃ 및 압력 1.75 bar의 제2 촉매층에서 하기 함량으로 유출되도록 하였다:The layer height of the second catalyst layer was such that the reaction gas A was spilled out in the second catalyst layer at a temperature of 544 ° C and a pressure of 1.75 bar in the following amounts:

프로판 51.72 부피%,51.72% by volume of propane,

프로필렌 15.97 부피%,15.97% by volume of propylene,

에틸렌 0.149 부피%,0.149% by volume of ethylene,

메탄 0.60 부피%,0.60% by volume of methane,

H2 8.68 부피%,8.8% by volume of H 2 ,

O2 0 부피%, O 2 0% by volume,

N2 0.85 부피%,0.85% by volume of N 2 ,

H2O 20.26 부피%,20.26% by volume of H 2 O,

CO 0 부피%, 및0 vol% of CO, and

CO2 0.76 부피%.0.76% by volume of CO 2 .

유출량은 4.29 m3 (STP)/h였다.The runoff was 4.29 m 3 (STP) / h.

제3 촉매층의 상류에 배치된 고정식 혼합기의 상류에서, 0.12 m3 (STP)/h의 산소 분자 (순도 99 부피% 초과)를 이 반응 가스 A에 계량 첨가하였다 (T = 143℃, 압력 1.78 bar에서 스로틀링됨). 생성된 반응 가스 A의 생성 압력은 여전히 1.75 bar였다.An oxygen molecule (purity more than 99% by volume) of 0.12 m 3 (STP) / h was metered into this reaction gas A (T = 143 ° C, pressure of 1.78 bar) upstream of the stationary mixer located upstream of the third catalyst bed Lt; / RTI &gt; The pressure of the produced reaction gas A was still 1.75 bar.

제3 촉매층의 층 높이는 반응 가스 A가 온도 571℃ 및 압력 1.73 bar의 제3 촉매층에서 하기 함량으로 생성물 가스 A로서 유출되도록 하였다:The layer height of the third catalyst bed was such that reaction gas A was spilled out as product gas A in the third catalyst bed at a temperature of 571 ° C and a pressure of 1.73 bar in the following amounts:

프로판 40.12 부피%,40.12% by volume of propane,

프로필렌 22.2 부피%,22.2% by volume of propylene,

에틸렌 0.22 부피%,0.22% by volume of ethylene,

메탄 0.87 부피%,0.87% by volume of methane,

H2 10.11 부피%,H 2 10.11% by volume,

O2 0 부피%,O 2 0% by volume,

N2 0.79 부피%,0.79% by volume of N 2 ,

H2O 23.96 부피%,23.96% by volume of H 2 O,

CO 0 부피%, 및0 vol% of CO, and

CO2 0.70 부피%.0.70% by volume of CO 2 .

생성물 가스 A를 반응 구역 A 밖으로 전달하고, 먼저 반응 가스 A 출발 혼합물 (충전 가스 혼합물)에 포함되며 조 프로판, 수소 분자-포함 가스 및 산소 분자로 구성된 제1 가스 혼합물과의 제1 간접 열 교환에 의해 571℃에서 500℃로 냉각시켰다. 생성물 가스 A의 작업 압력은 본질적으로 유지되었다. 이는 제1 가스 혼합물을 213℃에서 450℃로 가열시켰으며, 이 가스 혼합물의 작업 압력 1.77 bar는 본질적으로 유지되었다.The product gas A is delivered out of the reaction zone A and is first subjected to the first indirect heat exchange with the first gas mixture comprised in the reaction gas A starting mixture (charge gas mixture) and consisting of crude propane, hydrogen molecule- Lt; RTI ID = 0.0 &gt; 500 C &lt; / RTI &gt; The working pressure of the product gas A was intrinsically maintained. This heated the first gas mixture to 213 &lt; 0 &gt; C to 450 &lt; 0 &gt; C, and the working pressure of this gas mixture was maintained essentially 1.77 bar.

분리 구역 IV로부터의 프로판 순환 가스와 후속 제2 간접 열 교환에서, 생성물 가스 A를 500℃에서 337℃로 냉각시켰다. 역으로, 프로판 순환 가스의 온도는 69℃에서 400℃로 증가하였다.In the subsequent second indirect heat exchange with the propane circulating gas from the separation zone IV, the product gas A was cooled from 500 캜 to 337 캜. Conversely, the temperature of the propane circulating gas increased from 69 ° C to 400 ° C.

이후, 0.79 m3 (STP)/h의 수증기를 337℃로 냉각된 생성물 가스 A로부터 응축시켜 분리하였다. 이를 위해, 307℃로 냉각된 생성물 가스 A를 먼저 간접 열 교환에서 3.85 m3 (STP)/h의 생성물 가스 A* (T = 54℃, P = 1.73 bar) (적정량의 수 증기가 이미 응축에 의해 제거되어 120℃로 냉각됨)로 전달하였다.Thereafter, water vapor of 0.79 m 3 (STP) / h was separated from the product gas A cooled at 337 ° C by condensation. To this end, the product gas A cooled to 307 ° C is first subjected to indirect heat exchange to produce a product gas A * (T = 54 ° C, P = 1.73 bar) of 3.85 m 3 (STP) / h RTI ID = 0.0 &gt; 120 C). &Lt; / RTI &gt;

생성물 가스 A*의 온도는 동시에 307℃로 증가하였다.The temperature of the product gas A * increased to 307 ° C at the same time.

(29℃로) 냉각되고 미리 생성물 가스 A로부터 적절한 직접 냉각에 의해 제거된 분무 수성 응축물을 이용한 직접 냉각은 생성물 가스 A로부터 응축에 의해 상기 언급된 양의 수증기를 제거하여 생성물 가스 A* (P = 1.73 bar, T = 54℃, 3.85 m3 (STP)/h)를 수득하게 하였다. 이를 상기한 바와 같이 307℃로 가열하였다. 이어서, 1.41 m3 (STP)/h의 산소 분자 (순도 99 부피% 초과, T = 143℃, P = 2.40 bar)를 생성물 가스 A*로 스로틀링하였다. 이는 온도 290℃ 및 작업 압력 1.63 bar인 반응 가스 B 출발 혼합물 (충전 가스 혼합물)을 형성하였다.(29 [deg.] C) and directly removed from the product gas A by appropriate direct cooling, removes the aforementioned amount of water vapor from the product gas A by condensation to produce product gas A * (P = 1.73 bar, T = 54 캜, 3.85 m 3 (STP) / h). This was heated to 307 占 폚 as described above. Then, 1.41 m 3 (STP) / h of oxygen molecules (purity greater than 99% by volume, T = 143 ° C, P = 2.40 bar) were throttled with product gas A * . This formed a reaction gas B starting mixture (charging gas mixture) having a temperature of 290 ° C and a working pressure of 1.63 bar.

반응 가스 B 출발 혼합물 (충전 가스 혼합물)은 하기 함량을 가졌다:Reaction gas B The starting mixture (charge gas mixture) had the following contents:

프로판 35.35 부피%,35.35% by volume of propane,

프로필렌 19.60 부피%,19.60% by volume of propylene,

에틸렌 0.19 부피%,0.19% by volume of ethylene,

메탄 0.76 부피%,0.76% by volume of methane,

H2 8.91 부피%,H 2 8.91% by volume,

O2 26.60 부피%,O 2 26.60% by volume,

N2 0.69 부피%,0.69% by volume of N 2 ,

H2O 6.27 부피%,6.27% by volume of H 2 O,

CO 0 부피%, 및0 vol% of CO, and

CO2 0.62 부피%.0.62% by volume of CO 2 .

이를 사용하여 상기 II에서와 동일한 구조를 갖는 반응 구역 B를 충전시켰다. 제1 산화 단계의 촉매 충전시 프로필렌 적재량은 130 l (STP)/l·h가 되도록 선택하였다. 염 용융물 (KNO3 53 중량%, NaNO2 40 중량%, NaNO3 7 중량%)은 하기 유입 온도를 가졌다:This was used to charge reaction zone B having the same structure as in II. During the first oxidation step the catalyst charge was chosen to be 130 l (STP) / l · h. The salt melt (53 wt.% KNO 3 , 40 wt.% NaNO 2 , 7 wt.% NaNO 3 ) had the following inlet temperature:

TA = 322℃ TB = 327℃T A = 322 ° C T B = 327 ° C

TC = 261℃ TD = 268℃T C = 261 ° C T D = 268 ° C

충분한 산소 분자 (143℃, 2.40 bar)를 제1 산화 단계의 생성물 가스 혼합물에 계량 첨가 (스로틀링)하여, 제2 산화 단계를 위한 생성된 충전 가스 혼합물에서의 O2:아크롤레인 몰비가 0.745였다. 제2 산화 단계의 촉매 충전시 아크롤레인 적재량은 110 l (STP)/l·h였다. 제2 산화 단계로의 유입 압력은 1.57 bar였다. 반응 가스 B는 온도 260℃의 중간 냉각기에서 유출되고, 제2 산화 단계로의 충전 가스 혼합물의 유입 온도는 256℃였다.And sufficient molecular oxygen (143 ℃, 2.40 bar), the first addition of the weighing in the product gas mixture of the oxidation step (throttling), the 2 O 2 in the resulting charge gas mixture for the oxidation step: acrolein molar ratio was 0.745. The amount of acrolein loaded during the second oxidation step of the catalyst was 110 l (STP) / l · h. The inlet pressure to the second oxidation step was 1.57 bar. Reaction gas B was effluent at an intermediate cooler at a temperature of 260 占 폚 and the inflow temperature of the packed gas mixture to the second oxidation step was 256 占 폚.

제1 산화 단계의 생성물 가스 혼합물은 하기 함량을 가졌다:The product gas mixture of the first oxidation step had the following contents:

아크롤레인 16.51 부피%,16.51% by volume of acrolein,

아크릴산 1.11 부피%,1.11% by volume of acrylic acid,

프로판 35.23 부피%,35.23% by volume of propane,

프로필렌 0.98 부피%,0.98% by volume of propylene,

에틸렌 0.19 부피%,0.19% by volume of ethylene,

메탄 0.76 부피%,0.76% by volume of methane,

H2 8.88 부피%,H 2 8.88% by volume,

O2 4.57 부피%,O 2 4.57% by volume,

N2 0.69 부피%,0.69% by volume of N 2 ,

H2O 26.66 부피%,26.66% by volume of H 2 O,

CO 0.83 부피%, 및0.83% by volume of CO, and

CO2 2.56 부피%.2.56% by volume of CO 2 .

후속냉각기로의 유입 전, 제1 산화 단계의 생성물 가스의 온도는 335℃였다.Before entering the subsequent cooler, the temperature of the product gas in the first oxidation step was 335 ° C.

제2 산화 단계의 생성물 가스 혼합물 (생성물 가스 B)은 온도가 270℃이고, 압력이 1.55 bar이며, 또한 하기 함량을 가졌다:The product gas mixture (product gas B) in the second oxidation step had a temperature of 270 DEG C, a pressure of 1.55 bar and also had the following contents:

아크롤레인 0.08 부피%,0.08% by volume of acrolein,

아크릴산 16.71 부피%,16.71% by volume of acrylic acid,

아세트산 0.495 부피%,0.495% by volume of acetic acid,

프로판 35.20 부피%,35.20% by volume of propane,

프로필렌 0.89 부피%,0.89% by volume of propylene,

에틸렌 0.19 부피%,0.19% by volume of ethylene,

메탄 0.76 부피%,0.76% by volume of methane,

H2 8.87 부피%,H 2 8.87% by volume,

O2 2.86 부피%,O 2 2.86% by volume,

N2 0.69 부피%,0.69% by volume of N 2 ,

H2O 27.28 부피%,27.28% by volume of H 2 O,

CO 1.33 부피%, 및1.33% by volume of CO, and

CO2 3.54 부피%.3.54% by volume of CO 2 .

WO 2004/035514에 기재된 바와 같이, 생성물 가스 B (5.293 m3 (STP)/h)를 트레이 컬럼에서 분별 응축시켰다 (분리 구역 II).As described in WO 2004/035514, product gas B (5.293 m 3 (STP) / h) was fractionally condensed in a tray column (separation zone II).

제1 연료로서, 13.8 g/h의 고 비점물 (폴리아크릴산 (마이클 부가물) 등)을 잔류물 회화에 공급하였다.As the first fuel, 13.8 g / h of high boiling point water (polyacrylic acid (Michael adduct), etc.) was supplied to the residue painting.

생성물 가스 B의 공급 위 제2 수집 트레이로부터 트레이 컬럼으로, 온도가 15℃이고 96.99 중량%의 아크릴산을 갖는 응축 조 아크릴산 2.80 kg/h를 배출시켰다. WO 2004/035514에 기재된 바와 같이, 이를 소량의 물 첨가 후 현탁액-결정화시키고, 현탁액 결정을 유압식 스크러빙 컬럼에서 모액으로부터 분리하고, 모액을 WO 2004/035514에 기재된 바와 같이 응축 컬럼으로 재순환시켰다. 세척된 현탁액 결정의 순도는 아크릴산 99.87 중량% 초과이며, 즉시 위생 부문 용도의 물-"초흡 수" 중합체를 제조하는데 적합하다.2.80 kg / h of condensed crude acrylic acid having a temperature of 15 캜 and 96.99% by weight of acrylic acid was discharged from the second collecting tray to the tray column on the supply of the product gas B. The suspension crystals were separated from the mother liquor in a hydraulic scrubbing column and the mother liquor was recycled to the condensation column as described in WO 2004/035514, as described in WO 2004/035514, after a small amount of water was added and the suspension crystallized. The purity of the washed suspension crystals is greater than 99.87% by weight of acrylic acid and is suitable for the preparation of water-"breathable" polymers for immediate hygiene applications.

생성물 가스 B의 공급 위 제3 수집 트레이로부터 응축 컬럼으로 배출되었으나 응축 컬럼으로 재순환되지 않은 산성수 응축물의 양은 1.25 kg/h이고, 온도는 33℃이며, 하기 함량을 가졌다:The amount of acidic water condensate discharged into the condensation column from the third collection tray on the feed of product gas B but not recycled to the condensation column was 1.25 kg / h, the temperature was 33 ° C, and had the following contents:

아크롤레인 0.72 중량%,0.72% by weight of acrolein,

아크릴산 4.95 중량%,4.95% by weight of acrylic acid,

아세트산 5.09 중량%, 및5.09% by weight acetic acid, and

물 88.24 중량%.88.24% by weight of water.

응축 컬럼의 상부에서, 잔류 가스 2.98 m3 (STP)/h가 온도 33℃ 및 압력 1.20 bar의 분리 구역 II에서 하기 함량으로 유출되었다: At the top of the condensation column, 2.98 m 3 (STP) / h of residual gas was sparged in the separation zone II at a temperature of 33 ° C and a pressure of 1.20 bar in the following amounts:

아크롤레인 0.02 부피%,0.02% by volume of acrolein,

아크릴산 0.02 부피%,0.02% by volume of acrylic acid,

프로판 62.39 부피%,62.39% by volume of propane,

프로필렌 1.73 부피%,1.73% by volume of propylene,

에틸렌 0.34 부피%,0.34% by volume of ethylene,

메탄 1.35 부피%,1.35% by volume of methane,

H2 16.23 부피%,H 2 16.23% by volume,

O2 5.05 부피%,O 2 5.05% by volume,

N2 1.27 부피%,1.27% by volume of N 2 ,

H2O 1.92 부피%,1.92% by volume of H 2 O,

CO 2.36 부피%, 및2.36% by volume of CO, and

CO2 6.33 부피%.6.33% by volume of CO 2 .

다단계 방사형 압축기의 제1 압축기 단계에서, 잔류 가스를 1.20 bar에서 6.93 bar로 압축시켰으며, 이 과정 중 잔류 가스의 온도는 134℃로 증가하였다.In the first compressor stage of the multistage radial compressor, the residual gas was compressed from 1.20 bar to 6.93 bar during which the temperature of the residual gas increased to 134 ° C.

간접 열 교환기에서, 응축물을 형성하지 않으면서 123℃로 냉각시켰다 (냉각제는 "프로판-스크러빙된" 잔류 가스 (이하에서 "오프가스"라고도 지칭됨)이며, 이는 분리 막에 의해 수소 분자가 제거되고 간접 열 교환기에서 30℃에서 102℃로 가열된 후, 다단계 팽창 터빈의 제1 팽창 단계에서 20 bar로부터 출발하여 압축되고 동시에 냉각됨). 이는 오프가스 (0.59 m3 (STP)/h)를 가열시켰다. 제2 팽창 단계에서, 오프가스를 1.10 bar로 압축시키고 (이때 온도는 23℃임), 이어서 잔류물 회화에 공급하였다.In a indirect heat exchanger, it was cooled to 123 ° C without formation of condensate (the coolant was "propane-scrubbed" residual gas (hereinafter also referred to as "off-gas"), And heated from 30 DEG C to 102 DEG C in an indirect heat exchanger, then compressed starting from 20 bar in the first expansion stage of the multistage expansion turbine and cooled at the same time). This heated off gas (0.59 m 3 (STP) / h). In the second expansion step, the off gas was compressed to 1.10 bar, at which time the temperature was 23 [deg.] C, and then fed to the retentate.

간접 공기 냉각기에서, 압축된 잔류 가스 (P = 6.93 bar 및 T = 134℃)를 59℃로 냉각시켰다. 추가 압축기 단계에서, 6.93 bar에서 20 bar로 압축시켜 동시에 117℃로 가열시켰다. 하류 간접 열 교환기에서, 응축물을 형성하지 않으면서 110℃로 냉각시켰다 (냉각제는 H2 막 제거의 완료시 "프로판-스크러빙된" 잔류 가스이며, 동시에 30℃에서 102℃로 가열됨). 추가 간접 열 교환기 하류에서, 110℃에서의 잔류 가스를 35℃로 냉각시켰다 (냉각제는 대략 25℃의 표층수임). 이는 잔류 가스 밖으로 44.2 g/h의 물을 응축시켰다. 이러한 수성 응축물을 마찬가지로 잔류 물 회화에 공급하고, 언급된 다른 잔류물과 함께 4.12 m3 (STP)/h의 공기를 공급하면서 회화하였다. 고온 연소 가스를 냉각시켜 수증기 (52 bar, 267℃, 3.41 kg/h)를 수득하고, 주위로 방출시켰다.In an indirect air cooler, the compressed residual gas (P = 6.93 bar and T = 134 ° C) was cooled to 59 ° C. In an additional compressor stage, it was compressed from 6.93 bar to 20 bar and heated to 117 ° C at the same time. In a downstream indirect heat exchanger, it was cooled to 110 ° C without forming condensate (the coolant was "propane-scrubbed" residual gas at the completion of the H 2 film removal and simultaneously heated from 30 ° C to 102 ° C). At the downstream of the additional indirect heat exchanger, the residual gas at 110 DEG C was cooled to 35 DEG C (the coolant is surface water at approximately 25 DEG C). This condensed 44.2 g / h of water out of the residual gas. This aqueous condensate was likewise fed to the residue painting and drawn with 4.12 m 3 (STP) / h of air in conjunction with the other residues mentioned. Steam (52 bar, 267 캜, 3.41 kg / h) was obtained by cooling the hot combustion gas and released to ambient.

여전히 2.93 m3 (STP)/h의 프로판을 포함하는 잔류 가스 (20 bar, 35℃)를 랜덤 팩킹을 갖는 컬럼의 하부 구획으로 전달하였다 (분리 구역 III). 이러한 스크러빙 컬럼의 상부에서, (상기 II에 기재된 바와 같은) 독일 소재 할테르만의 공업용 테트라데칸 21.62 kg/h를 도입 온도 30℃ (압력 20 bar)로 도입하였다.Residual gas (20 bar, 35 캜) still containing 2.93 m 3 (STP) / h of propane was delivered to the lower compartment of the column with random packing (separation zone III). At the top of this scrubbing column, 21.62 kg / h of industrial tetradecane from Haltermann, Germany (as described in II) was introduced at an introduction temperature of 30 ° C (pressure 20 bar).

스크러빙 컬럼의 상부에서, 압력 20 bar 및 온도 30℃ 및 양 1.01 m3 (STP)/h에서 하기 함량을 갖는 "프로판-스크러빙된" 잔류 가스 (오프가스)가 유출되었다:On the top of the scrubbing column, a "propane-scrubbed" residual gas (off-gas) was sparged at a pressure of 20 bar and a temperature of 30 ° C and a volume of 1.01 m 3 (STP)

프로판 0.92 부피%,0.92% by volume of propane,

프로필렌 0.03 부피%,0.03% by volume of propylene,

에틸렌 0.99 부피%,0.99% by volume of ethylene,

메탄 3.99 부피%,3.99% by volume of methane,

H2 47.97 부피%,47.97% by volume of H 2 ,

O2 14.94 부피%,O 2 14.94% by volume,

N2 3.75 부피%,N 2 3.75% by volume,

H2O 0.78 부피%,0.78% by volume of H 2 O,

CO 6.95 부피%, 및6.95% by volume of CO, and

CO2 18.69 부피%.CO 2 18.69% by volume.

이러한 "프로판-스크러빙된" 오프가스를 한 다발의 캐스트관 막 (외부 압력: 1.77 bar; UBE 인더스트리즈사(UBE Industries Ltd.)의 B-H 폴리이미드 막)에 전달하고, 가스 스트림 (침투 스트림) 0.41 m3 (STP)/h를 방출하면서 상기 막 (P = 20 bar; T = 30℃)에서 하기 함량으로 유출되었다:This "propane-scrubbed" offgas was transferred to a bundle of cast tube membranes (external pressure: 1.77 bar; BH polyimide membrane from UBE Industries Ltd.) and the gas stream (infiltration stream) 0.41 m (P = 20 bar; T = 30 &lt; 0 &gt; C) with the release of 3 (STP) / h.

에틸렌 0.02 부피%,0.02% by volume of ethylene,

메탄 0.059 부피%,0.059% by volume of methane,

H2 79.15 부피%,H 2 79.15% by volume,

O2 1.53 부피%,O 2 1.53% by volume,

N2 8.83 부피%,N 2 8.83% by volume,

H2O 1.52 부피%,1.52% by volume of H 2 O,

CO 0.22 부피%, 및0.22% by volume of CO, and

CO2 7.68 부피%.CO 2 7.68% by volume.

이러한 가스 스트림을 제1 가스 혼합물에 공급 (스로틀링)하여 반응 가스 A 충전 가스 혼합물을 생성하였다.This gas stream was supplied (throttled) to the first gas mixture to produce a reactive gas A charge gas mixture.

남아있는 오프가스를 기재한 바와 같이 압축시키고, 간접 열 교환시킨 다음, 잔류물 회화에 공급하거나 섬광에 의해 회화하였다.The remaining off-gas was compressed and indirect heat exchanged as described, and then either fed to the residue filtration or by flashing.

압력 20 bar 및 온도 59℃인 흡수물 25.40 kg/h를 외부 냉각 또는 가열되지 않은 "프로판 스크러빙 컬럼"의 하부로부터 배출시켰다. 이는 14.40 중량%의 프로판 및 0.38 중량%의 프로필렌을 포함하였다.An absorbent of 25.40 kg / h at a pressure of 20 bar and a temperature of 59 캜 was discharged from the bottom of the externally cooled or unheated "propane scrubbing column ". It contained 14.40 wt% propane and 0.38 wt% propylene.

흡수물을 하류 탈착 컬럼의 상부에 전달하기 전, 간접 열 교환기에서 69℃로 가열하였다. 사용된 열 담체는 탈착 컬럼으로부터의 액체 유출물 (21.62 kg/h)이며, 이는 압력 3.26 bar에서 온도가 80℃이고, 여전히 0.09 중량%의 용해 프로판을 포함하였다. 펌프에 의해, 다시 20 bar로 압축시키고, 표층수 (25℃)를 이용하여 30℃로 간접 냉각시킨 후, "프로판 스크러빙 컬럼"의 상부에서 프로판 흡착에 재순환시켰다.The adsorbate was heated to 69 [deg.] C in an indirect heat exchanger prior to delivery to the top of the downstream desorption column. The heat carrier used was a liquid effluent from the desorption column (21.62 kg / h), which at a pressure of 3.26 bar was at a temperature of 80 ° C and still contained 0.09% by weight dissolved propane. The mixture was further compressed to 20 bar by a pump, indirectly cooled to 30 ° C using surface water (25 ° C), and recycled to propane adsorption at the top of the "propane scrubbing column".

69℃로 가열한 후, 흡수물을 (예를 들어 역펌프 또는 밸브로) 압력 3.26 bar로 압축시키고 (역펌프의 경우 방출된 기계적 에너지는 적절하게는 또한 탈착 컬럼에서 프로판이 제거된 흡수제 (탈착 컬럼의 액체 유출물)를 재압축시키는데 사용됨), 수득한 2상 혼합물을 탈착 컬럼 상부에 전달하였다.After heating to 69 [deg.] C, the absorbent is compressed to a pressure of 3.26 bar (for example by an inverted pump or valve) (in the case of an inverted pump the mechanical energy released is suitably also removed from the desorption column, The liquid effluent of the column), and the resulting two-phase mixture was transferred to the top of the desorption column.

0.2 kg/h의 수증기를 탈착 컬럼의 상부로부터 유래된 흡수물에 역류로 탈착 컬럼 (마찬가지로 랜덤 팩킹을 갖는 컬럼)에 하부로부터 스트리핑 가스로서 압력 5 bar 및 온도 152℃로 공급하였다.A water vapor of 0.2 kg / h was fed to the desorption column (likewise a column with random packing) counter-current to the absorption from the top of the desorption column from the bottom as a stripping gas at a pressure of 5 bar and a temperature of 152 캜.

온도 152℃, 압력 5.00 bar, 양 0.8 kg/h의 수증기가 마찬가지로 탈착 컬럼을 올라가는 수증기에 역류로 전달되는 가열 코일을 탈착 컬럼에 배치하였다.A heating coil having a temperature of 152 DEG C, a pressure of 5.00 bar, and an amount of 0.8 kg / h was similarly fed back to the water vapor rising the desorption column was placed in the desorption column.

탈착 컬럼의 상부에서, 온도 69℃ 및 작업 압력 3.26 bar인 프로판 순환 가 스 2.21 m3 (STP)/h가 유출되었다. 온도 476℃의 생성물 가스 A와의 간접 열 교환에 의해 400℃로 가열된 후, 프로판 순환 가스를 반응 가스 A 출발 혼합물로 반응 구역 A를 충전시키는데 공급하였다.At the top of the desorption column, a propane circulation gas of 2.21 m 3 (STP) / h at a temperature of 69 ° C and a working pressure of 3.26 bar was drained. After being heated to 400 DEG C by indirect heat exchange with a product gas A at a temperature of 476 DEG C, a propane circulating gas was fed to fill the reaction zone A with the reaction mixture A as a starting mixture.

프로판 순환 가스는 하기 함량을 가졌다:Propane circulating gas had the following contents:

프로판 83.73 부피%,83.73% by volume of propane,

프로필렌 2.32 부피%, 및2.32% by volume of propylene, and

H2O 12.94 부피%.H 2 O 12.94% by volume.

V. 프로판으로부터 아크릴산을 제조하는 제4 예시 방법 (정상 작업 상태로 기재함)V. Fourth example process for producing acrylic acid from propane (described as normal operation)

반응 구역 A는 상기 II 하에 기재된 바와 같은 트레이 반응기이되, 단 이번 실시예에서 그의 연결된 하류는 단지 1개의 고정 촉매층을 가지며 그의 배열이 유동 방향으로 트레이 반응기에서 제1 고정층 트레이에 상응하는 추가 단열 샤프트 로 반응기라는 점은 제외된다. 2개의 반응기 사이에, 간접 열 교환기가 연결되어 있다. 불균질 촉매화 부분 프로판 탈수소화를 상기 트레이 반응기에서 직선 통과로 탈수소화 순환 가스 모드를 이용하여 수행하였다. 모든 트레이 중의 촉매 총량 (불활성 물질 없이 계산함)에 대한 프로판 적재량은 1500 l (STP)/l·h였다. 하류 샤프트 로 반응기에서, 본질적으로 수소 분자의 불균질 촉매화 연소만을 수행하였다.Reaction zone A is a tray reactor as described under II above except that its connected downstream in this embodiment has only one fixed catalyst bed and its arrangement is in the direction of flow from the tray reactor to an additional heat insulating shaft corresponding to the first fixed bed tray Except that it is a reactor. An indirect heat exchanger is connected between the two reactors. Inhomogeneously catalyzed partial propane dehydrogenation was carried out in the tray reactor using a linear pass-through dehydrogenation recycle gas mode. The propane loading for all trays in all trays (calculated without inert materials) was 1500 l (STP) / l · h. In the reactor as a downstream shaft, essentially only heterogeneous catalytic combustion of hydrogen molecules was performed.

6.93 m3 (STP)/h의 반응 가스 A 충전 가스 혼합물 (출발 혼합물; P = 2.46 bar)을 유동 방향으로 트레이 반응기의 제1 촉매층에 공급하고, 이는 하기 함량을 가졌다:A feed gas mixture (starting mixture; P = 2.46 bar) of 6.93 m 3 (STP) / h was fed to the first catalyst bed of the tray reactor in the flow direction, which had the following contents:

프로판 60.54 부피%,60.54% by volume of propane,

프로필렌 10.38 부피%,10.38% by volume of propylene,

에틸렌 0.28 부피%,0.28% by volume of ethylene,

메탄 0.87 부피%,0.87% by volume of methane,

H2 2.44 부피%,H 2 2.44% by volume,

O2 1.19 부피%,O 2 1.19% by volume,

N2 16.48 부피%,N 2 16.48% by volume,

H2O 6.82 부피%,6.82% by volume of H 2 O,

CO 0 부피%, 및0 vol% of CO, and

CO2 0.01 부피%.0.01% by volume of CO 2 .

반응 가스 A 충전 가스 혼합물은 제1 가스 혼합물 (1.47 m3 (STP)/h)과 제2 가스 혼합물 (5.46 m3 (STP)/h)의 혼합물이며, 이는 고정식 혼합기에 의해 두 가스 혼합물을 조합하여 수득하였다.Reaction gas A The charge gas mixture is a mixture of a first gas mixture (1.47 m 3 (STP) / h) and a second gas mixture (5.46 m 3 (STP) / h) &Lt; / RTI &gt;

제1 가스 혼합물의 온도는 500℃이고, 압력은 2.46 bar이며, 하기로 구성되었다:The temperature of the first gas mixture was 500 DEG C and the pressure was 2.46 bar, consisting of:

98 부피% 초과의 정도로 프로판 (새로운 프로판)을 포함하는 1.06 m3 (STP)/h의 조 프로판 (T = 237℃, P = 2.90 bar), 및1.06 m 3 (STP) / h crude propane (T = 237 ° C, P = 2.90 bar) containing propane (fresh propane) to an extent of greater than 98%

0.41 m3 (STP)/h의 압축 공기 (T = 159℃; P = 2.66 bar).0.41 m 3 (STP) / h of compressed air (T = 159 ° C; P = 2.66 bar).

트레이 반응기 외부에서 하류 샤프트 반응기의 방향으로 전달된 반응 가스 A와의 간접 열 교환 (두 반응기 사이에 배치된 중간 냉각기, 열 교환기에서)은 500℃의 온도를 설정하였다.Indirect heat exchange (in the intermediate cooler, heat exchanger disposed between the two reactors) with the reaction gas A delivered from the outside of the tray reactor to the downstream shaft reactor was set at a temperature of 500 ° C.

제2 가스 혼합물은 하기로 구성되었다:The second gas mixture was composed of:

3.48 m3 (STP)/h의 탈수소화 순환 가스 (T = 554℃; P = 2.37 bar), 및3.48 m 3 (STP) / h of dehydrogenation circulating gas (T = 554 ° C; P = 2.37 bar), and

1.98 m3 (STP)/h의 프로판 순환 가스 (T = 500℃; P = 2.97 bar).Propane circulating gas of 1.98 m 3 (STP) / h (T = 500 ° C; P = 2.97 bar).

이의 압력은 2.46 bar이고, 온도는 529℃였다. 하류 샤프트 반응기 외부에서 전달된 생성물 가스 A와의 간접 열 교환은 프로판 순환 가스의 온도를 설정하였다. 탈수소화 순환 가스 유동을 제트 펌프 원리 (DE-A 10211275 참조)에 따라 수행하고, 구동 제트로서 기능하는 프로판 순환 가스를 500℃로 가열하였다.Its pressure was 2.46 bar and the temperature was 529 ° C. Indirect heat exchange with the product gas A delivered outside the downstream shaft reactor set the temperature of the propane circulating gas. Dehydrogenation The circulating gas flow was carried out in accordance with the jet pump principle (DE-A 10211275) and the propane circulating gas functioning as the drive jet was heated to 500 ° C.

반응 가스 A 충전 가스 혼합물의 유입 온도 및 트레이 반응기에서 유동 방향으로 반응 가스 A 충전 가스 혼합물이 유동하는 제1 촉매층의 층 높이는 반응 가스 A가 온도 522℃ 및 압력 2.44 bar의 상기 촉매층에서 하기 함량으로 유출되도록 하였다:The inlet temperature of the reaction gas A packed gas mixture and the layer height of the first catalyst layer in which the reaction gas A packed gas mixture flows in the flow direction in the tray reactor are such that the reaction gas A flows out from the catalyst layer at a temperature of 522 캜 and a pressure of 2.44 bar :

프로판 53.77 부피%,53.77% by volume of propane,

프로필렌 14.45 부피%,14.45% by volume of propylene,

에틸렌 0.29 부피%,0.29% by volume of ethylene,

메탄 1.26 부피%,1.26% by volume of methane,

H2 4.31 부피%,H 2 4.31% by volume,

O2 0 부피%,O 2 0% by volume,

N2 15.91 부피%,N 2 15.91% by volume,

H2O 8.88 부피%,8.8% by volume of H 2 O,

CO 0 부피%, 및0 vol% of CO, and

CO2 0.01 부피%.0.01% by volume of CO 2 .

유출량은 7.18 m3 (STP)/h였다. 트레이 반응기의 제1 촉매층을 지나서, 0.64 m3 (STP)/h의 공기를 반응 가스 A에 계량 첨가하였다 (T = 159℃, P = 2.66 bar). 계량 첨가를 스로틀링에 의해 수행하여 생성된 반응 가스 A의 생성 압력이 여전히 2.44 bar이도록 하였다. 트레이 반응기의 제2 촉매층의 층 높이는 반응 가스 A가 온도 539℃ 및 압력 2.41 bar의 제2 촉매층에서 하기 함량으로 유출되도록 하였다:The effluent was 7.18 m 3 (STP) / h. 0.64 m 3 (STP) / h of air was metered into the reaction gas A (T = 159 ° C, P = 2.66 bar) through the first catalyst layer of the tray reactor. The metering addition was carried out by throttling so that the produced pressure of the produced reaction gas A was still 2.44 bar. The layer height of the second catalyst layer of the tray reactor was such that the reaction gas A was spilled out in the second catalyst layer at a temperature of 539 ° C and a pressure of 2.41 bar in the following amounts:

프로판 43.71 부피%,43.71% by volume of propane,

프로필렌 17.02 부피%,17.02% by volume of propylene,

에틸렌 0.51 부피%,0.51% by volume of ethylene,

메탄 1.52 부피%,1.52% by volume of methane,

H2 4.53 부피%,4.53% by volume of H 2 ,

O2 0 부피%,O 2 0% by volume,

N2 20.35 부피%,20.35% by volume of N 2 ,

H2O 11.37 부피%,11.37% by volume of H 2 O,

CO 0 부피%, 및0 vol% of CO, and

CO2 0.01 부피%.0.01% by volume of CO 2 .

유출량은 8.04 m3 (STP)/h였다.The effluent was 8.04 m 3 (STP) / h.

트레이 반응기의 제3 촉매층의 상류에 배치된 고정식 혼합기의 상류에서, 0.63 m3 (STP)/h의 공기를 이 반응 가스 A에 계량 첨가하였다 (T = 159℃, 압력 2.66 bar에서 스로틀링됨). 생성된 반응 가스 A의 생성 압력은 여전히 2.41 bar였다.0.63 m 3 (STP) / h of air was metered into this reaction gas A (T = 159 ° C, throttled at a pressure of 2.66 bar) upstream of the stationary mixer located upstream of the third catalyst bed of the tray reactor. The pressure of the produced reaction gas A was still 2.41 bar.

트레이 반응기의 제3 촉매층의 층 높이는 반응 가스 A가 온도 554℃ 및 압력 2.37 bar의 제3 촉매층에서 하기 함량으로 유출되도록 하였다:The layer height of the third catalyst layer of the tray reactor was such that the reactive gas A was spilled in the third catalyst layer at a temperature of 554 DEG C and a pressure of 2.37 bar in the following amounts:

프로판 35.58 부피%,35.58% by volume of propane,

프로필렌 19.15 부피%,19.15% by volume of propylene,

에틸렌 0.57 부피%,0.57% by volume of ethylene,

메탄 1.72 부피%,1.72% by volume of methane,

H2 4.82 부피%,H 2 4.82% by volume,

O2 0 부피%,O 2 0% by volume,

N2 23.83 부피%,N 2 23.83% by volume,

H2O 13.31 부피%,13.31% by volume of H 2 O,

CO 0 부피%, 및0 vol% of CO, and

CO2 0.01 부피%.0.01% by volume of CO 2 .

유출량은 8.89 m3 (STP)/h였다.The effluent was 8.89 m 3 (STP) / h.

유동 분할기로 트레이 반응기의 출구에서 반응 가스 A를 동일한 조성의 2개의 부분으로 분할하였다. 제1 부분은 3.49 m3 (STP)/h이고, 제2 부분은 5.40 m3 (STP)/h였다. 제1 부분을 반응 가스 A 충전 가스 혼합물의 성분으로서 반응 구역 A로 재순환시켰다. 제1 부분의 탈수소화 순환 가스 유동을 위해, 상기와 같이 가열된 프로판 순환 가스를 구동 제트로서 사용하여 제트 펌프를 작동시키고, 혼합 구역 및 확산기를 거쳐 구동 노즐을 통해 압축된 구동 제트의 전달 방향은 반응 구역 A로의 유입 방향을 가리키고, 흡입 노즐은 반응 가스 A의 제1 유동 부분의 방향을 가리키며, "흡입 노즐-혼합 구역-확산기" 연결은 재순환될 반응 가스 A의 제1 부분과 반응 구역 A의 접근부 사이의 단독 연결 라인을 형성하였다. At the exit of the tray reactor with a flow divider, the reaction gas A was divided into two portions of the same composition. The first part was 3.49 m 3 (STP) / h and the second part was 5.40 m 3 (STP) / h. The first portion was recycled to the reaction zone A as a component of the reaction gas A charge gas mixture. For the dehydrogenation circulating gas flow of the first part, the propane circulating gas heated as above is used as the driving jet to operate the jet pump, and the delivery direction of the driving jet compressed through the driving nozzle through the mixing zone and the diffuser is The suction nozzle indicates the direction of the first flow portion of the reaction gas A and the "suction nozzle-mixing zone-diffuser" connection indicates the direction of the flow of the reaction gas A into the first part of the reaction gas A to be recycled, Thus forming a single connection line between the access points.

반응 가스 A의 제2 부분을 반응 구역 A 밖으로 전달하고, 먼저 트레이 반응기와 그의 샤프트 반응기 하류 사이에 배치된 중간 냉각기에서 반응 가스 A 출발 혼합물 (충전 가스 혼합물)에 포함되며 조 프로판 및 산소 분자로 구성된 제1 가스 혼합물과의 제1 간접 열 교환에 의해 554℃에서 473℃로 냉각시켰다. 이는 제1 가스 혼합물을 229℃에서 500℃로 가열시켰으며, 작업 압력은 본질적으로 유지되었다.Transferring a second portion of the reaction gas A out of the reaction zone A and first of all comprising the reaction gas A in the intermediate mixture (charge gas mixture) in the intermediate cooler disposed between the tray reactor and its shaft reactor downstream and consisting of crude propane and oxygen molecules Lt; RTI ID = 0.0 &gt; 554 C &lt; / RTI &gt; by first indirect heat exchange with the first gas mixture. This heated the first gas mixture to 22O &lt; 0 &gt; C to 500 &lt; 0 &gt; C, and the working pressure was essentially maintained.

이어서, 6406 m3 (STP)/h의 공기를 상기한 바와 같이 냉각된 반응 가스 A의 제2 부분에 계량 첨가하였다 (T = 159℃, 2.66 bar로 스로틀링됨). 이어서, 가스 혼합물을 하류 샤프트 반응기를 통해 전달하였다. 하류 샤프트 반응기에 배치된 ("제4") 촉매층의 층 높이는 반응 가스 A가 온도 580℃ 및 압력 2.26 bar의 상기 촉매층에서 하기 함량으로 생성물 가스 A로 유출되도록 하였다:Then, 6406 m 3 (STP) / h of air was metered into the second portion of the cooled reaction gas A as described above (T = 159 ° C, throttled to 2.66 bar). The gas mixture was then passed through a downstream shaft reactor. The layer height of the ("fourth") catalyst layer disposed in the downstream shaft reactor was such that reaction gas A was spilled into product gas A in the catalyst layer at a temperature of 580 ° C. and a pressure of 2.26 bar in the following amounts:

프로판 32.53 부피%,32.53% by volume of propane,

프로필렌 17.48 부피%,17.48% by volume of propylene,

에틸렌 0.52 부피%,0.52% by volume of ethylene,

메탄 1.57 부피%,1.57% by volume of methane,

H2 0 부피%,H 2 0 vol%

O2 0 부피%,O 2 0% by volume,

N2 30.08 부피%,N 2 30.08% by volume,

H2O 16.79 부피%,16.79% by volume of H 2 O,

CO 0 부피%, 및0 vol% of CO, and

CO2 0.01 부피%.0.01% by volume of CO 2 .

분리 구역 IV로부터의 프로판 순환 가스와 하류 (제2) 간접 열 교환에서, 생성물 가스 A (5.92 m3 (STP)/h)를 580℃에서 388℃로 냉각시켰다. 반대로, 프로판 순환 가스의 온도는 69℃에서 500℃로 증가하였다.In downstream (second) indirect heat exchange with propane circulating gas from separation zone IV, product gas A (5.92 m 3 (STP) / h) was cooled from 580 ° C to 388 ° C. Conversely, the temperature of the propane circulating gas increased from 69 ° C to 500 ° C.

이후, 0.82 m3 (STP)/h의 수증기를 388℃로 냉각된 생성물 가스 A로부터 응축시켜 제거하였다. 이를 위해, 388℃로 냉각된 생성물 가스 A를 먼저 간접 열 교환에서 5.10 m3 (STP)/h의 생성물 가스 A* (T = 40℃; P = 2.01 bar) (적정량의 수증기가 이미 응축에 의해 제거되어 112℃로 냉각됨)로 전달하였다. 하류 공기 냉각기에서, 생성물 가스 A (T = 112℃; P = 2.26 bar)를 외부 공기와의 간접 열 교환에 의해 54℃로 냉각시키고 (생성물 가스 A의 작업 압력은 동시에 2.06 bar로 하락함), 이는 이후 2상을 가졌다.Thereafter, water vapor of 0.82 m 3 (STP) / h was removed by condensation from product gas A cooled to 388 ° C. To this end, the product gas A cooled to 388 ° C is first subjected to indirect heat exchange to produce a product gas A * (T = 40 ° C; P = 2.01 bar) of 5.10 m 3 (STP) Removed and cooled to 112 [deg.] C). In the downstream air cooler, the product gas A (T = 112 DEG C; P = 2.26 bar) was cooled to 54 DEG C by indirect heat exchange with outside air (the working pressure of product gas A dropped simultaneously to 2.06 bar) This was followed by two phases.

(29℃로) 냉각되고 미리 생성물 가스 A로부터 적절한 직접 냉각에 의해 제거된 분무 수성 응축물을 이용한 직접 냉각은 생성물 가스 A로부터 응축에 의해 상기 언급된 양의 수증기를 제거하여 생성물 가스 A* (P = 2.01 bar, T = 40℃, 5.10 m3 (STP)/h)를 수득하게 하였다. 이를 상기한 바와 같이 358℃로 가열하였다. 이어서, 8.55 m3 (STP)/h의 공기 (T = 159℃, P = 2.66 bar)를 생성물 가스 A*로 스로틀링하였다. 이는 온도 283℃ 및 작업 압력 1.96 bar인 반응 가스 B 출발 혼합물 (충전 가스 혼합물)을 형성하였다.(29 [deg.] C) and directly removed from the product gas A by appropriate direct cooling, removes the aforementioned amount of water vapor from the product gas A by condensation to produce product gas A * (P = 2.01 bar, T = 40 캜, 5.10 m 3 (STP) / h). This was heated to 358 [deg.] C as described above. Subsequently, 8.55 m 3 (STP) / h of air (T = 159 ° C, P = 2.66 bar) was throttled with product gas A * . This formed a reaction gas B starting mixture (charging gas mixture) at a temperature of 283 DEG C and a working pressure of 1.96 bar.

반응 가스 B 출발 혼합물 (충전 가스 혼합물)은 하기 함량을 가졌다:Reaction gas B The starting mixture (charge gas mixture) had the following contents:

프로판 14.11 부피%,14.11% by volume of propane,

프로필렌 7.58 부피%,7.58% by volume of propylene,

에틸렌 0.23 부피%,0.23% by volume of ethylene,

메탄 0.68 부피%,0.68% by volume of methane,

H2 0 부피%,H 2 0 vol%

O2 12.69 부피%,O 2 12.69% by volume,

N2 60.9 부피%,N 2 60.9% by volume,

H2O 2.75 부피%,2.75% by volume of H 2 O,

CO 0 부피%, 및0 vol% of CO, and

CO2 0.03 부피%.0.03% by volume of CO 2 .

이를 사용하여 상기 II에서와 동일한 구조를 갖는 반응 구역 B를 충전시켰다.This was used to charge reaction zone B having the same structure as in II.

제1 산화 단계의 촉매 충전시 프로필렌 적재량은 130 l (STP)/l·h가 되도록 선택하였다. 염 용융물 (KNO3 53 중량%, NaNO2 40 중량%, NaNO3 7 중량%)은 하기 유입 온도를 가졌다:During the first oxidation step the catalyst charge was chosen to be 130 l (STP) / l · h. The salt melt (53 wt.% KNO 3 , 40 wt.% NaNO 2 , 7 wt.% NaNO 3 ) had the following inlet temperature:

TA = 327℃ TB = 329℃T A = 327 ° C T B = 329 ° C

TC = 267℃ TD = 268℃T C = 267 ° C T D = 268 ° C

충분한 공기 (159℃, 2.66 bar)를 제1 산화 단계의 생성물 가스 혼합물에 계량 첨가 (스로틀링)하여, 제2 산화 단계를 위한 생성된 충전 가스 혼합물에서의 O2:아크롤레인 몰비가 1.01이었다. 제2 산화 단계의 촉매 충전시 아크롤레인 적재량은 110 l (STP)/l·h였다. 제2 산화 단계로의 유입 압력은 1.68 bar였다. 반응 가스 B는 온도 260℃의 중간 냉각기에서 유출되고, 제2 산화 단계로의 충전 가스 혼합물의 유입 온도는 253℃였다.Sufficient air (159 캜, 2.66 bar) was metered into the product gas mixture of the first oxidation step (throttling), so that the molar ratio of O 2 : acrolein in the resulting packed gas mixture for the second oxidation step was 1.01. The amount of acrolein loaded during the second oxidation step of the catalyst was 110 l (STP) / l · h. The inlet pressure to the second oxidation step was 1.68 bar. Reaction gas B exited the intermediate cooler at a temperature of 260 占 폚, and the inlet temperature of the charge gas mixture to the second oxidation step was 253 占 폚.

제1 산화 단계의 생성물 가스 혼합물은 하기 함량을 가졌다:The product gas mixture of the first oxidation step had the following contents:

아크롤레인 6.40 부피%,6.40% by volume of acrolein,

아크릴산 0.44 부피%,0.44% by volume of acrylic acid,

프로판 14.09 부피%,14.9% by volume of propane,

프로필렌 0.39 부피%,0.39% by volume of propylene,

메탄 0.68 부피%,0.68% by volume of methane,

H2 0 부피%,H 2 0 vol%

에틸렌 0.23 부피%,0.23% by volume of ethylene,

O2 4.18 부피%,O 2 4.18% by volume,

N2 60.87 부피%,N 2 60.87% by volume,

H2O 10.64 부피%,H 2 O 10.64% by volume,

CO 0.33 부피%, 및0.33% by volume of CO, and

CO2 0.78 부피%.0.78% by volume of CO 2 .

후속냉각기로의 유입 전, 제1 산화 단계의 생성물 가스의 온도는 335℃였다.Before entering the subsequent cooler, the temperature of the product gas in the first oxidation step was 335 ° C.

제2 산화 단계의 생성물 가스 혼합물 (생성물 가스 B)은 온도가 270℃이고, 압력이 1.55 bar이며, 또한 하기 함량을 가졌다:The product gas mixture (product gas B) in the second oxidation step had a temperature of 270 DEG C, a pressure of 1.55 bar and also had the following contents:

아크롤레인 0.03 부피%,0.03% by volume of acrolein,

아크릴산 5.97 부피%,5.97% by volume of acrylic acid,

아세트산 0.18 부피%,0.18% by volume of acetic acid,

프로판 13.0 부피%,13.0% by volume of propane,

프로필렌 0.36 부피%,0.36% by volume of propylene,

메탄 0.63 부피%,0.63% by volume of methane,

에틸렌 0.21 부피%,0.21% by volume of ethylene,

H2 0 부피%,H 2 0 vol%

O2 2.60 부피%,O 2 2.60% by volume,

N2 64.2 부피%,N 2 64.2% by volume,

H2O 10.29 부피%,H 2 O 10.29% by volume,

CO 0.48 부피%, 및0.48% by volume of CO, and

CO2 1.08 부피%.CO 2 1.08% by volume.

WO 2004/035514에 기재된 바와 같이, 생성물 가스 B (14.81 m3 (STP)/h)를 트레이 컬럼에서 분별 응축시켰다 (분리 구역 II).As described in WO 2004/035514, product gas B (14.81 m 3 (STP) / h) was fractionally condensed in a tray column (separation zone II).

제1 연료로서, 13.8 g/h의 고 비점물 (폴리아크릴산 (마이클 부가물) 등)을 잔류물 회화에 공급하였다.As the first fuel, 13.8 g / h of high boiling point water (polyacrylic acid (Michael adduct), etc.) was supplied to the residue painting.

생성물 가스 B의 공급 위 제2 수집 트레이로부터 트레이 컬럼으로, 온도가 15℃이고 96.99 중량%의 아크릴산을 갖는 응축 조 아크릴산 2.80 kg/h를 배출시켰다. WO 2004/035514에 기재된 바와 같이, 이를 소량의 물 첨가 후 현탁액-결정화시키고, 현탁액 결정을 유압식 스크러빙 컬럼에서 모액으로부터 분리하고, 모액을 WO 2004/035514에 기재된 바와 같이 응축 컬럼으로 재순환시켰다. 세척된 현탁액 결정의 순도는 아크릴산 99.87 중량% 초과이며, 즉시 위생 부문 용도의 물-"초흡수" 중합체를 제조하는데 적합하다.2.80 kg / h of condensed crude acrylic acid having a temperature of 15 캜 and 96.99% by weight of acrylic acid was discharged from the second collecting tray to the tray column on the supply of the product gas B. The suspension crystals were separated from the mother liquor in a hydraulic scrubbing column and the mother liquor was recycled to the condensation column as described in WO 2004/035514, as described in WO 2004/035514, after a small amount of water was added and the suspension crystallized. The purity of the washed suspension crystals is greater than 99.87% by weight of acrylic acid and is suitable for the preparation of water- "superabsorbent" polymers for immediate hygiene applications.

생성물 가스 B의 공급 위 제3 수집 트레이로부터 응축 컬럼으로 배출되었으나 응축 컬럼으로 재순환되지 않은 산성수 응축물의 양은 1.19 kg/h이고, 온도는 34℃이며, 하기 함량을 가졌다:The amount of acidic water condensate discharged to the condensing column from the third collection tray on the feed of product gas B but not recycled to the condensing column was 1.19 kg / h, the temperature was 34 ° C, and had the following contents:

아크롤레인 0.35 중량%,0.35% by weight of acrolein,

아크릴산 4.95 중량%,4.95% by weight of acrylic acid,

아세트산 5.31 중량%, 및5.31% by weight acetic acid, and

물 88.40 중량%.Water 88.40% by weight.

응축 컬럼의 상부에서, 12.56 m3 (STP)/h의 잔류 가스가 온도 33℃ 및 압력 1.20 bar의 분리 구역 II에서 하기 함량으로 유출되었다: At the top of the condensation column, a residual gas of 12.56 m 3 (STP) / h was sparged in the separation zone II at a temperature of 33 ° C and a pressure of 1.20 bar in the following amounts:

아크롤레인 0.02 부피%,0.02% by volume of acrolein,

아크릴산 0.02 부피%,0.02% by volume of acrylic acid,

아세트산 0 부피%,0% by volume of acetic acid,

프로판 15.35 부피%,15.35% by volume of propane,

프로필렌 0.42 부피%,0.42% by volume of propylene,

에틸렌 0.25 부피%,0.25% by volume of ethylene,

메탄 0.74 부피%,0.74% by volume of methane,

H2 0 부피%,H 2 0 vol%

O2 3.07 부피%,O 2 3.07% by volume,

N2 75.64 부피%,N 2 75.64% by volume,

H2O 1.68 부피%,1.68% by volume of H 2 O,

CO 0.55 부피%, 및0.55% by volume of CO, and

CO2 1.27 부피%.1.27% by volume of CO 2 .

다단계 방사형 압축기의 제1 압축기 단계에서, 잔류 가스를 1.20 bar에서 6.93 bar로 압축시켰으며, 이 과정 중 잔류 가스의 온도는 217℃로 증가하였다.In the first compressor stage of the multistage radial compressor, the residual gas was compressed from 1.20 bar to 6.93 bar during which the temperature of the residual gas increased to 217 ° C.

간접 열 교환기에서, 응축물을 형성하지 않으면서 111℃로 냉각시켰다 (냉각제는 "프로판-스크러빙된" 잔류 가스 (이하에서 "오프가스"라고도 지칭됨)이며, 이는 간접 열 교환기에서 30℃에서 138℃로 가열된 후, 다단계 팽창 터빈의 제1 팽창 단계에서 20 bar로부터 출발하여 압축되고 동시에 냉각됨). 이는 오프가스 (10.39 m3 (STP)/h)를 가열시켰다. 제2 팽창 단계에서, 오프가스를 1.10 bar로 압축시키고 (이때 온도는 23℃임), 이어서 잔류물 회화에 공급하였다.(Hereinafter also referred to as "off-gas") in an indirect heat exchanger without cooling to a temperature of 111 [deg.] C Lt; RTI ID = 0.0 &gt; 20 &lt; / RTI &gt; bar in the first expansion stage of the multistage expansion turbine and cooled at the same time). This heated off gas (10.39 m 3 (STP) / h). In the second expansion step, the off gas was compressed to 1.10 bar, at which time the temperature was 23 [deg.] C, and then fed to the retentate.

간접 공기 냉각기에서, 압축된 잔류 가스 (P = 6.93 bar 및 T = 111℃)를 59℃로 냉각시켰다. 추가 압축기 단계에서, 6.93 bar에서 20 bar로 압축시켜 동시에 168℃로 가열시켰다. 하류 간접 열 교환기에서, 응축물을 형성하지 않으면서 101℃로 냉각시켰다 (냉각제는 "프로판-스크러빙된" 잔류 가스이며, 동시에 30℃에서 138℃로 가열됨). 추가 간접 열 교환기 하류에서, 101℃에서의 잔류 가스를 35℃로 냉각시켰다 (냉각제는 대략 25℃의 표층수임). 이는 잔류 가스 밖159.7159.7 g/h의 물을 응축시켰다. 이러한 수성 응축물을 마찬가지로 잔류물 회화에 공급하고, 언급된 다른 잔류물과 함께 5.59 m3 (STP)/h의 공기를 공급하면서 회화하였다. 고온 연소 가스를 냉각시켜 수증기 (52 bar, 267℃, 3.78 kg/h)를 수득하고, 주위로 방출시켰다.In an indirect air cooler, the compressed residual gas (P = 6.93 bar and T = 111 ° C) was cooled to 59 ° C. In an additional compressor stage, it was compressed from 6.93 bar to 20 bar and simultaneously heated to 168 ° C. In a downstream indirect heat exchanger, it was cooled to 101 ° C without forming condensate (the coolant was a "propane-scrubbed" residual gas and was simultaneously heated to 30 ° C to 138 ° C). Downstream of the additional indirect heat exchanger, the residual gas at 101 DEG C was cooled to 35 DEG C (the coolant is surface water at approximately 25 DEG C). This condensed 159.7159.7 g / h of water outside the residual gas. This aqueous condensate was likewise fed to the residue painting and drawn with 5.59 m 3 (STP) / h of air with other mentioned residues. Steam (52 bar, 267 캜, 3.78 kg / h) was obtained by cooling the hot combustion gas and released to ambient.

여전히 12.37 m3 (STP)/h의 프로판을 포함하는 잔류 가스 (20 bar, 35℃)를 랜덤 팩킹을 갖는 컬럼의 하부 구획으로 전달하였다 (분리 구역 III). 이러한 스크러빙 컬럼의 상부에서, (상기 II에 기재된 바와 같은) 독일 소재 할테르만의 공업용 테트라데칸 66.37 kg/h를 도입 온도 30℃ (압력 20 bar)로 도입하였다.Residual gas (20 bar, 35 캜) still containing 12.37 m 3 (STP) / h of propane was delivered to the lower compartment of the column with random packing (separation zone III). At the top of this scrubbing column, 66.37 kg / h of industrial tetradecane from Haltermann, Germany (as described in II above) was introduced at an introduction temperature of 30 ° C (pressure 20 bar).

스크러빙 컬럼의 상부에서, 압력 20 bar 및 온도 30℃ 및 양 10.39 m3 (STP)/h에서 하기 함량을 갖는 "프로판-스크러빙된" 잔류 가스 (오프가스)가 유출되었다:On the top of the scrubbing column, a "propane-scrubbed" residual gas (off-gas) was sparged at a pressure of 20 bar and a temperature of 30 ° C and a volume of 10.39 m 3 (STP)

프로판 0.19 부피%,0.19% by volume of propane,

프로필렌 0.01 부피%,0.01% by volume of propylene,

에틸렌 0.29 부피%,0.29% by volume of ethylene,

메탄 0.89 부피%,0.89% by volume of methane,

H2 0 부피%,H 2 0 vol%

O2 3.70 부피%,O 2 3.70% by volume,

N2 91.38 부피%,N 2 91.38% by volume,

H2O 0.32 부피%,0.32% by volume of H 2 O,

CO 0.67 부피%, 및0.67% by volume of CO, and

CO2 1.53 부피%.1.53% by volume of CO 2 .

이러한 오프가스를 기재한 바와 같이 압축시키고, 간접 열 교환시킨 다음, 잔류물 회화에 공급하거나 섬광에 의해 회화하였다.This off-gas was compressed as described, indirect heat exchanged, and then either fed to the residue or drawn by flash.

압력 20 bar 및 온도 41℃인 흡수물 70.25 kg/h를 외부 냉각 또는 가열되지 않은 "프로판 스크러빙 컬럼"의 하부로부터 배출시켰다. 이는 5.41 중량%의 프로판 및 0.14 중량%의 프로필렌을 포함하였다. 흡수물을 하류 탈착 컬럼의 상부에 전달하기 전, 간접 열 교환기에서 69℃로 가열하였다. 사용된 열 담체는 탈착 컬 럼으로부터의 액체 유출물 (66.37 kg/h)이며, 이는 압력 2.97 bar에서 온도가 80℃이고, 여전히 0.03 중량%의 용해 프로판을 포함하였다. 펌프에 의해, 다시 20 bar로 압축시키고, 표층수 (25℃)를 이용하여 30℃로 간접 냉각시킨 후, "프로판 스크러빙 컬럼"의 상부에서 프로판 흡착에 재순환시켰다.An absorption of 70.25 kg / h of a pressure of 20 bar and a temperature of 41 ° C was discharged from the bottom of the externally cooled or unheated "propane scrubbing column". This included 5.41 wt% propane and 0.14 wt% propylene. The adsorbate was heated to 69 [deg.] C in an indirect heat exchanger prior to delivery to the top of the downstream desorption column. The heat carrier used was a liquid effluent from the desorption column (66.37 kg / h), which at a pressure of 2.97 bar was at a temperature of 80 ° C and still contained 0.03% by weight dissolved propane. The mixture was further compressed to 20 bar by a pump, indirectly cooled to 30 ° C using surface water (25 ° C), and recycled to propane adsorption at the top of the "propane scrubbing column".

69℃로 가열한 후, 흡수물을 (예를 들어 역펌프 또는 밸브로) 압력 2.97 bar로 압축시키고 (역펌프의 경우 방출된 기계적 에너지는 적절하게는 또한 탈착 컬럼에서 프로판이 제거된 흡수제 (탈착 컬럼의 액체 유출물)를 재압축시키는데 사용됨), 수득한 2상 혼합물을 탈착 컬럼 상부에 전달하였다.After heating to 69 占 폚, the absorbent is compressed to a pressure of 2.97 bar (for example by an inverted pump or valve) (in the case of an inverted pump the mechanical energy released is suitably also removed from the desorption column, The liquid effluent of the column), and the resulting two-phase mixture was transferred to the top of the desorption column.

온도 152℃, 압력 5.00 bar, 양 1.3 kg/h의 수증기가 탈착 컬럼에서 유래된 흡수물에 병류로 전달되는 가열 코일을 탈착 컬럼에 배치하였다.A heating coil with a temperature of 152 DEG C, a pressure of 5.00 bar, and a quantity of 1.3 kg / h was fed in parallel to the absorber derived from the desorption column was placed in the desorption column.

탈착 컬럼의 상부에서, 온도 69℃ 및 작업 압력 2.97 bar인 프로판 순환 가스 1.98 m3 (STP)/h가 유출되었다. 온도 580℃의 생성물 가스 A와의 간접 열 교환에 의해 500℃로 가열한 후, 프로판 순환 가스를 구동 제트로서 사용하여 제트 펌프를 작동시키고, 탈수소화 순환 가스 및 프로판 순환 가스를 반응 가스 A 출발 혼합물로 반응 구역 A를 충전시키는데 공급하였다.At the top of the desorption column, 1.98 m 3 (STP) / h of propane circulating gas at a temperature of 69 ° C and a working pressure of 2.97 bar was drained. After heating to 500 DEG C by indirect heat exchange with a product gas A at a temperature of 580 DEG C, the propane circulating gas was used as a driving jet to operate the jet pump, and the dehydrogenated circulating gas and the propane circulating gas were fed into the reaction mixture A The reaction zone A was fed to fill.

프로판 순환 가스는 하기 함량을 가졌다:Propane circulating gas had the following contents:

프로판 96.42 부피%, 및96.42% by volume of propane, and

프로필렌 2.58 부피%.2.58% by volume of propylene.

VI. 프로판으로부터 아크릴산을 제조하는 방법의 제1 비교예 (정상 작업 상 태로 기재함)VI. Comparative Example 1 of the method for producing acrylic acid from propane (described as normal operation)

반응 구역 A는, 단지 1개의 고정층을 가지며 배열이 상기 II의 트레이 반응기에서 유동 방향으로 제1 고정층 트레이에 상응하는 단열 샤프트 로 반응기로 이루어졌다.The reaction zone A consisted of a reactor with an insulating shaft with only one fixed bed and an arrangement corresponding to the first fixed bed tray in the direction of flow in the tray reactor of II.

불균질 촉매화 부분 프로판 탈수소화를 상기 샤프트 반응기에서 직선 통과로 탈수소화 순환 가스 모드를 이용하여 수행하였다. 촉매 총량 (불활성 물질 없이 계산함)에 대한 프로판 적재량은 1500 l (STP)/l·h였다.Inhomogeneously catalyzed partial propane dehydrogenation was carried out in the shaft reactor using a linear pass-through dehydrogenation recycle gas mode. The propane loading for the total catalyst (calculated without inert material) was 1500 l (STP) / l · h.

24.87 m3 (STP)/h의 반응 가스 A 충전 가스 혼합물 (출발 혼합물; T = 450℃; P = 2.82 bar)을 샤프트 로 반응기에 공급하고, 이는 하기 함량을 가졌다:Reacting gas A 24.87 m 3 (STP) / h The charge gas mixture (starting mixture; T = 450 ° C; P = 2.82 bar) was fed to the reactor with a shaft, which had the following contents:

프로판 22.3 부피%,22.3% by volume of propane,

프로필렌 3.65 부피%,3.65% by volume of propylene,

에탄 0.07 부피%,0.07% by volume of ethane,

메탄 0.17 부피%,0.17% by volume of methane,

H2 4.18 부피%,H 2 4.18% by volume,

O2 2.09 부피%,O 2 2.09% by volume,

N2 60.32 부피%,N 2 60.32% by volume,

H2O 5.05 부피%,5.05% by volume of H 2 O,

CO 0 부피%, 및0 vol% of CO, and

CO2 1.17 부피%.CO 2 1.17% by volume.

반응 가스 A 충전 가스 혼합물은 제1 가스 혼합물 (1.69 m3 (STP)/h)과 제2 가스 혼합물 (23.18 m3 (STP)/h)의 혼합물이며, 이는 고정식 혼합기에 의해 두 가스 혼합물을 조합하여 수득하였다.Reaction gas A The charge gas mixture is a mixture of a first gas mixture (1.69 m 3 (STP) / h) and a second gas mixture (23.18 m 3 (STP) / h) &Lt; / RTI &gt;

제1 가스 혼합물은 0.013 m3 (STP)/h의 수증기 (T = 134℃; P = 3 bar), 98 부피% 초과의 정도로 프로판 (새로운 프로판)을 포함하는 1.06 m3 (STP)/h의 조 프로판 (T = 122℃; P = 3.50 bar) 및 0.62 m3 (STP)/h의 수소 분자 (순도 99 부피% 초과; T = 35℃; P = 2.20 bar)의 혼합물이고, 제2 가스 혼합물은 11.41 m3 (STP)/h의 탈수소화 순환 가스 (T = 534℃; P = 2.36 bar), 11.16 m3 (STP)/h의 압축 잔류 가스 순환 가스 (T = 444℃; P = 2.82 bar) 및 0.61 m3 (STP)/h의 압축 공기 (T = 175℃, P = 3.00 bar)의 혼합물이었다.The first gas mixture had a vapor pressure of 0.013 m 3 (STP) / h of water vapor (T = 134 ° C; P = 3 bar), 1.06 m 3 (STP) / h of propane (new propane) A mixture of hydrogen molecules (purity greater than 99% by volume; T = 35 캜; P = 2.20 bar) of crude propane (T = 122 ° C; P = 3.50 bar) and 0.62 m 3 (STP) (T = 444 ° C; P = 2.82 bar) of 11.41 m 3 (STP) / h of dehydrogenated circulating gas (T = 534 ° C; P = 2.36 bar) and 11.16 m 3 ) And 0.61 m 3 (STP) / h of compressed air (T = 175 ° C, P = 3.00 bar).

반응 구역 A 외부에서 반응 구역 B의 방향으로 전달된 생성물 가스 A의 간접 열 교환은 압축 잔류 가스 순환 가스 온도 444℃를 설정하였다.The indirect heat exchange of the product gas A delivered in the direction of the reaction zone B from outside the reaction zone A set the compressed residual gas circulation gas temperature 444 ° C.

탈수소화 순환 가스 유동을 제트 펌프 원리 (DE-A 102 112 75 참조)에 따라 수행하고, 구동 제트로서 기능하는 압축 잔류 가스 순환 가스를 444℃로 설정하였다. 압축 공기를 생성된 혼합물에 계량 첨가 (스로틀링)하였다.Dehydrogenation The circulating gas flow was carried out in accordance with the jet pump principle (DE-A 102 112 75) and the compressed residual gas circulating gas functioning as the drive jet was set at 444 ° C. The compressed air was metered into the resulting mixture (throttling).

반응 가스 A 충전 가스 혼합물이 유동하는 고정 촉매층의 층 높이는 생성물 가스 A가 온도 534℃ 및 압력 2.36 bar의 상기 촉매층에서 하기 함량으로 유출되도록 하였다:The layer height of the fixed catalyst bed through which the reactive gas A packed gas mixture flows is such that product gas A spills out from the catalyst bed at a temperature of 534 ° C and a pressure of 2.36 bar in the following amounts:

프로판 17.83 부피%,17.83% by volume of propane,

프로필렌 7.51 부피%,7.51% by volume of propylene,

에탄 0.15 부피%,0.15% by volume of ethane,

메탄 0.37 부피%,0.37% by volume of methane,

H2 3.76 부피%,H 2 3.76% by volume,

O2 0 부피%,O 2 0% by volume,

N2 59.18 부피%,N 2 59.18% by volume,

H2O 9.06 부피%,9.06% by volume of H 2 O,

CO 0 부피%, 및0 vol% of CO, and

CO2 1.14 부피%.CO 2 1.14% by volume.

유출량은 25.35 m3 (STP)/h였다.The runoff was 25.35 m 3 (STP) / h.

유동 분할기로 샤프트 반응기의 출구에서 생성물 가스 A를 동일한 조성의 2개의 부분으로 분할하였다.The flow divider divides the product gas A at the outlet of the shaft reactor into two parts of the same composition.

제1 부분은 11.41 m3 (STP)/h이고, 제2 부분은 13.94 m3 (STP)/h였다. 제1 부분을 반응 가스 A 충전 가스 혼합물의 성분으로서 반응 구역 A로 재순환시켰다. 제1 부분의 탈수소화 순환 가스 유동을 위해, 상기와 같이 가열된 압축 잔류 가스 순환 가스를 구동 제트로서 사용하여 제트 펌프를 작동시키고, 혼합 구역 및 확산기를 거쳐 구동 노즐을 통해 압축된 구동 제트의 전달 방향은 반응 구역 A로의 유입 방향을 가리키고, 흡입 노즐은 생성물 가스 A의 제1 유동 부분의 방향을 가리키며, "흡입 노즐-혼합 구역-확산기" 연결은 재순환될 생성물 가스 A의 제1 부분과 반응 구역 A의 접근부 사이의 단독 연결 라인을 형성하였다. The first part was 11.41 m 3 (STP) / h and the second part was 13.94 m 3 (STP) / h. The first portion was recycled to the reaction zone A as a component of the reaction gas A charge gas mixture. For the dehydrogenation circulating gas flow of the first part, the jet pump is operated using the heated compressed residual gas circulating gas as the driving jet, and the delivery of the driving jet compressed through the driving nozzle through the mixing zone and the diffuser Direction refers to the direction of entry into the reaction zone A, the suction nozzles indicate the direction of the first flow portion of the product gas A, and the "suction nozzle-mixing zone-diffuser" connection comprises a first part of the product gas A to be recycled, A &lt; / RTI &gt;

생성물 가스 A의 제2 부분을 반응 구역 A 밖으로 전달하고, 하류에 배치된 간접 열 교환기에서 압축 잔류 가스 순환 가스 (11.16 m3 (STP)/h; T = 131℃; P = 3.00 bar)와의 간접 열 교환에 의해 317℃로 냉각시켰다 (작업 압력은 본질적으로 유지됨). 이는 잔류 가스 순환 가스를 444℃로 가열시켰으며, 작업 압력을 2.82 bar로 감소시켰다.The second part of the product gas A is delivered out of the reaction zone A and indirectly with the compressed residual gas circulating gas (11.16 m 3 (STP) / h; T = 131 ° C; P = 3.00 bar) in the indirect heat exchanger disposed downstream Cooled to 317 캜 by heat exchange (the working pressure is essentially maintained). This heated the residual gas circulation gas to 444 ° C and reduced the working pressure to 2.82 bar.

이후, 생성물 가스 A를 "프로판-스크러빙된" 생성물 가스 A (9.06 m3 (STP)/h; T = 30℃, P = 10.50 bar)와의 제2 간접 열 교환에서 221℃로 냉각시켰으며, 이는 동시에 2.18 bar로의 작업 압력 감소를 수반하였다.The product gas A was then cooled to 221 ° C in a second indirect heat exchange with "propane-scrubbed" product gas A (9.06 m 3 (STP) / h; T = 30 ° C, P = 10.50 bar) At the same time, the work pressure was reduced to 2.18 bar.

이는 "프로판-스크러빙된" 생성물 가스 A (이하에서 "오프가스"로도 지칭됨)를 287℃로 가열시키고, 작업 압력을 10.10 bar로 변화시켰다. 이후, 오프가스를 다단계 팽창 터빈의 제1 팽창 단계에서 10.10 bar에서 3.50 bar로 압축시키고, 동시에 287℃에서 176℃로 냉각시켰다. 이어서, 제1 팽창 단계를 벗어난 오프가스를 간접 열 교환에서 221℃의 생성물 가스 A에 전달하였다. 후자는 본질적으로 작업 압력을 유지하고, 동시에 215℃로 냉각되었다. 이는 오프가스를 191℃로 가열시켰으며, 이때 작업 압력은 실질적으로 유지되었다. 이어서, 오프가스를 다단계 팽창 터빈의 제2 팽창 단계에서 1.23 bar로 압축시켜, 89℃로 냉각시켰다. 이어서, 오프가스를 잔류물 회화에 공급하였다.This heated "propane-scrubbed" product gas A (hereinafter also referred to as "off-gas") was heated to 287 ° C and the working pressure was changed to 10.10 bar. The offgas was then compressed from 10.10 bar to 3.50 bar in the first expansion stage of the multistage expansion turbine, and at the same time cooled from 287 ° C to 176 ° C. Then, the off-gas out of the first expansion step was transferred to the product gas A at 221 캜 in indirect heat exchange. The latter was essentially cooled to 215 ° C while maintaining the working pressure. This heated the off-gas to 191 ° C, at which time the working pressure was substantially maintained. The off-gas was then compressed to 1.23 bar in the second expansion stage of the multistage expansion turbine and cooled to 89 占 폚. Subsequently, off-gas was supplied to the residue painting.

이후 215℃ 및 2.18 bar의 생성물 가스 A를 먼저 공기-냉각된 간접 열 교환기에서 60℃로 냉각시키고, 이어서 냉각수-냉각된 간접 열 교환기에서 39℃로 냉각시켰다. 액적 분리기에 의해, 냉각 과정 중 응축 제거된 물을 제거하였다 (0.68 kg/h).The product gas A at 215 ° C and 2.18 bar was then first cooled to 60 ° C in an air-cooled indirect heat exchanger and then cooled to 39 ° C in a chilled water-cooled indirect heat exchanger. The condensate removed during the cooling process was removed by a liquid separator (0.68 kg / h).

남아있는 13.09 m3 (STP)/h의 생성물 가스 A를 다단계 방사형 압축기의 제1 압축기 단계에서 4.78 bar로 압축시켰다. 이는 생성물 가스 A를 39℃에서 106℃로 가열시켰다. 이후, 생성물 가스 A를 간접 열 교환기에서 공기에 의해 54℃로 냉각시키고, 응축 제거된 물 (8.0 g/h)을 액적 분리기에 의해 제거하였다. 제2 압축 단계에서, 남아있는 13.08 m3 (STP)/h의 생성물 가스 A를 10.50 bar로 압축시켰다. 이는 생성물 가스 A의 123℃로의 가열과 연관된다. 이어서, 간접 열 교환기에서 공기에 의한 냉각으로 생성물 가스 A를 먼저 54℃로 냉각시킨 다음, 냉각수와의 간접 열 교환으로 29℃로 냉각시켰다. 액적 분리기에 의해, 냉각 과정 중 응축 제거된 물을 제거하였다 (0.29 kg/h). 여전히 남아있는 12.71 m3 (STP)/h의 생성물 가스 A (작업 압력은 본질적으로 여전히 10.50 bar임)를 랜덤 팩킹을 갖는 컬럼의 하부 부분에 전달하였다. 이의 함량은 하기와 같았다:The remaining 13.09 m 3 (STP) / h of product gas A was compressed to 4.78 bar in the first compressor stage of the multistage radial compressor. This heated the product gas A at 39 占 폚 to 106 占 폚. Thereafter, the product gas A was cooled to 54 DEG C by air in an indirect heat exchanger, and the condensed water (8.0 g / h) was removed by a liquid separator. In the second compression stage, the remaining 13.08 m 3 (STP) / h of product gas A was compressed to 10.50 bar. This is associated with the heating of the product gas A to 123 [deg.] C. The product gas A was first cooled to 54 DEG C by air cooling in an indirect heat exchanger and then cooled to 29 DEG C by indirect heat exchange with cooling water. The condensate removed during the cooling process was removed by a liquid separator (0.29 kg / h). The remaining product gas A of 12.71 m 3 (STP) / h (the working pressure is still essentially 10.50 bar) was transferred to the lower part of the column with random packing. Its content was as follows:

프로판 19.55 부피%,19.55% by volume of propane,

프로필렌 8.24 부피%,8.24% by volume of propylene,

에탄 0.16 부피%,0.16% by volume of ethane,

메탄 0.41 부피%,0.41% by volume of methane,

H2 4.13 부피%,H 2 4.13% by volume,

O2 0 부피%,O 2 0% by volume,

N2 64.9 부피%,N 2 64.9% by volume,

H2O 0.38 부피%,0.38% by volume of H 2 O,

CO 0 부피%, 및0 vol% of CO, and

CO2 1.25 부피%.CO 2 1.25% by volume.

프로판 스크러빙 컬럼의 상부에서, (상기 II에 기재된 바와 같은) 독일 소재 할테르만의 공업용 테트라데칸 120.32 kg/h를 도입 온도 30℃ (압력 10.50 bar)로 도입하였다.At the top of the propane scrubbing column 120.32 kg / h of industrial tetradecane from Haltermann, Germany (as described in II) was introduced at an introduction temperature of 30 ° C (pressure 10.50 bar).

스크러빙 컬럼의 상부에서, 압력 10.50 bar 및 온도 30℃ 및 양 9.06 m3 (STP)/h에서 하기 함량을 갖는 "프로판-스크러빙된" 생성물 가스 A (오프가스)가 유출되었다:At the top of the scrubbing column, "propane-scrubbed" product gas A (off-gas) was sparged at a pressure of 10.50 bar and a temperature of 30 ° C and a volume of 9.06 m 3 (STP)

프로판 0.02 부피%,0.02% by volume of propane,

프로필렌 0.01 부피%,0.01% by volume of propylene,

에탄 0.14 부피%,0.14% by volume of ethane,

메탄 0.56 부피%,0.56% by volume of methane,

H2 5.79 부피%,H 2 5.79% by volume,

O2 0 부피%,O 2 0% by volume,

N2 91.0 부피%,N 2 91.0% by volume,

H2O 0.40 부피%,0.40% by volume of H 2 O,

CO 0 부피%, 및0 vol% of CO, and

CO2 1.07 부피%.CO 2 1.07% by volume.

상기한 바와 같은, 반응 구역 A에서 전달된 생성물 가스 A와의 간접 열 교환 및 다단계 팽창 터빈에서 1.23 bar로의 다단계 압축 후, 오프가스를 잔류물 회화에 공급하거나 섬광으로 회화하였다. 오프가스를 압축시키기 전, 산업 규모로 그 안에 존재하는 수소 분자를 제거하는 것이 적절할 수 있다. 이는 예를 들어 오프가스에 상기한 바와 같은 막 분리를 적용하여 수행할 수 있다. 그 결과 제거된 수소 분자는 완전히 또는 부분적으로 반응 구역 A로 (적절하게는 반응 가스 A 충전 가스 혼합물의 성분으로서) 재순환될 수 있다. 별법으로, 예를 들어 연료 전지에서 연소될 수 있다.After indirect heat exchange with the product gas A delivered in the reaction zone A as described above and multistage compression to 1.23 bar in a multistage expansion turbine, off-gas was either supplied to the residue painting or flash-coded. It may be appropriate to remove the hydrogen molecules present on the industrial scale before compressing offgas. This can be done, for example, by applying a membrane separation as described above to off-gas. As a result, the removed hydrogen molecules can be completely or partially recycled to the reaction zone A (suitably as a component of the reaction gas A fill gas mixture). Alternatively, for example, it can be combusted in a fuel cell.

압력 10.5 bar 및 온도 40℃인 흡수물 127.37 kg/h를 외부 냉각 또는 가열되지 않은 "프로판 스크러빙 컬럼"의 하부로부터 배출시켰다. 이는 3.83 중량%의 프로판, 1.54 중량%의 프로필렌, 0.1 중량%의 에탄 및 0.1 중량%의 CO2를 포함하였다. 흡수물을 하류 탈착 컬럼의 상부에 전달하기 전, 압력 2.01 bar로 압축시켰다 (예를 들어 역펌프 또는 밸브로; 역펌프의 경우 방출된 기계적 에너지는 적절하게는 또한 탈착 컬럼에서 프로판이 제거된 흡수제 (탈착 컬럼의 액체 유출물)를 재압축시키는데 사용됨). 수득한 2상 혼합물을 탈착 컬럼 상부에 전달하였다.127.37 kg / h of absorbent at a pressure of 10.5 bar and a temperature of 40 占 폚 was discharged from the bottom of the exothermally cooled or unheated "propane scrubbing column". It contained 3.83 wt% propane, 1.54 wt% propylene, 0.1 wt% ethane, and 0.1 wt% CO 2 . The absorber was compressed to a pressure of 2.01 bar before it was delivered to the top of the downstream desorption column (for example with an inverted pump or valve; the mechanical energy released in the case of the retro pump was suitably also removed from the desorption column, (Used to recompress the liquid effluent of the desorption column). The resulting two-phase mixture was transferred to the top of the desorption column.

압력 3.00 bar로 압축된 (175℃로 가열됨) 공기 8.00 m3 (STP)/h를 탈착 컬럼의 상부로부터 유래된 흡수물에 역류로 탈착 컬럼 (마찬가지로 랜덤 팩킹을 갖는 컬럼)에 하부로부터 스트리핑 가스로서 전달하였다. 8.00 m 3 (STP) / h compressed to a pressure of 3.00 bar (heated to 175 ° C) was added to the desorption column (likewise with random packing) back to the absorber from the top of the desorption column, .

탈착 컬럼의 액체 유출물 (120.32 kg/h)을 펌프에 의해 다시 10.50 bar로 압축시키고, 냉각수를 이용한 간접 냉각 후, 온도 30℃에서 프로판 스크러빙 컬럼 (흡착 컬럼) 상부에서의 프로판 흡착에 재순환시켰다.The liquid effluent (120.32 kg / h) of the desorption column was again pumped to 10.50 bar by a pump and indirectly cooled with cooling water and then recycled to propane adsorption at the top of the propane scrubbing column (adsorption column) at a temperature of 30 ° C.

탈착 컬럼의 상부에서, 11.64 m3 (STP)/h의 가스 혼합물이 온도 33℃ 및 압력 2.01 bar에서 하기 함량으로 유출되었다:At the top of the desorption column, a gas mixture of 11.64 m 3 (STP) / h was sparged at a temperature of 33 ° C and a pressure of 2.01 bar in the following amounts:

프로판 21.33 부피%,21.33% by volume of propane,

프로필렌 8.99 부피%,8.99% by volume of propylene,

에탄 0.07 부피%,0.07% by volume of ethane,

O2 13.93 부피%,O 2 13.93% by volume,

N2 52.6 부피%,N 2 52.6% by volume,

H2O 1.53 부피%,1.53% by volume of H 2 O,

CO 0 부피%, 및0 vol% of CO, and

CO2 0.55 부피%.0.55% by volume of CO 2 .

수증기와의 간접 열 교환은 가스 혼합물의 온도를 140℃로 증가시켰다 (이는 작업 압력을 1.91 bar로 감소시킴).Indirect heat exchange with water vapor increased the temperature of the gas mixture to 140 ° C (which reduced the working pressure to 1.91 bar).

이러한 가스 혼합물을 반응 가스 B 출발 혼합물 (충전 가스 혼합물)로서 사용하여 상기 II와 동일한 구조를 갖는 반응 구역 B를 충전시켰다. This gas mixture was used as the reaction gas B starting mixture (charging gas mixture) to charge the reaction zone B having the same structure as the above II.

제1 산화 단계의 촉매 충전의 프로필렌 적재량을 130 l (STP)/l·h가 되도록 선택하였다. 염 용융물 (KNO3 53 중량%, NaNO2 40 중량%, NaNO3 7 중량%)은 하기 유입 온도를 가졌다:The propylene loading of the catalyst charge in the first oxidation step was selected to be 130 l (STP) / l · h. The salt melt (53 wt.% KNO 3 , 40 wt.% NaNO 2 , 7 wt.% NaNO 3 ) had the following inlet temperature:

TA = 329℃ TB = 330℃T A = 329 ° C T B = 330 ° C

TC = 265℃ TD = 266℃T C = 265 ° C T D = 266 ° C

온도 260℃, 압력 1.68 bar 및 하기 함량을 갖는 반응 가스 B가 11.66 m3 (STP)/h의 양으로 중간 냉각기에서 유출되었다:Reaction gas B having a temperature of 260 DEG C, a pressure of 1.68 bar and a content of 11.66 m &lt; 3 &gt; (STP) / h was spilled out from the intercooler:

아크롤레인 7.51 부피%,7.51% by volume of acrolein,

아크릴산 0.51 부피%,0.51% by volume of acrylic acid,

프로판 21.3 부피%,21.3% by volume of propane,

프로필렌 0.53 부피%,0.53% by volume of propylene,

에탄 0.07 부피%,0.07% by volume of ethane,

O2 3.92 부피%,O &lt; 2 &gt; 3.92 vol%

N2 52.52 부피%,52.52% by volume of N 2 ,

H2O 10.81 부피%,H 2 O 10.81% by volume,

CO 0.38 부피%, 및0.38% by volume of CO, and

CO2 1.43 부피%.CO 2 1.43% by volume.

방사형 압축기에서 3 bar로 압축된 (175℃로 가열됨) 공기 2.17 m3 (STP)/h를 계량 첨가 (스로틀링)하여, 제2 산화 단계로의 반응 가스 유입 온도가 유입 압력 1.68 bar에서 252℃이도록 하였다 (아크롤레인 적재량 = 110 l (STP)/l·h).(Throttling) 2.17 m 3 (STP) / h of air compressed to 3 bar (heated to 175 ° C) in the radial compressor so that the reaction gas inlet temperature to the second oxidation stage is 252 at inlet pressure 1.68 bar (Acrolein loading = 110 l (STP) / l · h).

제2 산화 단계의 생성물 가스 혼합물 (생성물 가스 B)은 온도가 270℃이고, 압력이 1.55 bar이며, 하기 함량을 가졌다:The product gas mixture (product gas B) in the second oxidation step had a temperature of 270 DEG C and a pressure of 1.55 bar and had the following contents:

아크롤레인 0.03 부피%,0.03% by volume of acrolein,

아크릴산 6.62 부피%,6.62% by volume of acrylic acid,

아세트산 0.2 부피%,0.2% by volume of acetic acid,

프로판 18.51 부피%,18.51% by volume of propane,

프로필렌 0.46 부피%,0.46% by volume of propylene,

에탄 0.06 부피%,0.06% by volume of ethane,

O2 2.95 부피%,O 2 2.95% by volume,

N2 58.0 부피%,N 2 58.0% by volume,

H2O 10.0 부피%,10.0% by volume of H 2 O,

CO 0.52 부피%, 및0.52% by volume of CO, and

CO2 1.64 부피%.CO 2 1.64% by volume.

생성물 가스 B (13.42 m3 (STP)/h)를 WO 2004/035514에 기재된 바와 같이 트레이 컬럼에서 분별 응축시켰다.The product gas B (13.42 m 3 (STP) / h) was fractionally condensed in a tray column as described in WO 2004/035514.

13.8 g/h의 고 비점물 (폴리아크릴산 (마이클 부가물) 등)을 잔류물 회화에 공급하였다.High boiling point water (polyacrylic acid (Michael adduct) etc.) of 13.8 g / h was supplied to the residue painting.

생성물 가스 B의 공급 위 제2 수집 트레이로부터 트레이 컬럼으로, 온도가 15℃이고 96.99 중량%의 아크릴산을 갖는 응축 조 아크릴산 2.82 kg/h를 배출시켰다. 소량의 물 첨가 후, 이를 WO 2004/035514에 기재된 바와 같이 현탁액-결정화시키고, 현탁액 결정을 유압식 스크러빙 컬럼에서 모액으로부터 분리하고, 모액을 WO 2004/035514에 기재된 바와 같이 응축 컬럼으로 재순환시켰다. 세척된 현탁액 결정의 순도는 아크릴산 99.87 중량% 초과이며, 즉시 위생 부문 용도의 물-"초흡수" 중합체를 제조하는데 적합하다.2.82 kg / h of condensed crude acrylic acid having a temperature of 15 캜 and 96.99% by weight of acrylic acid was discharged from the second collecting tray to the tray column on the supply of the product gas B. After addition of a small amount of water, it was subjected to suspension-crystallization as described in WO 2004/035514, the suspension crystals were separated from the mother liquor in a hydraulic scrubbing column and the mother liquor was recycled to the condensation column as described in WO 2004/035514. The purity of the washed suspension crystals is greater than 99.87% by weight of acrylic acid and is suitable for the preparation of water- "superabsorbent" polymers for immediate hygiene applications.

생성물 가스 B의 공급 위 제3 수집 트레이로부터 응축 컬럼으로 배출되었으나 응축 컬럼으로 재순환되지 않은 산성수 응축물의 양은 1.04 kg/h이고, 온도는 33℃였다. 마찬가지로, 잔류물 회화에 공급하였다.The amount of acidic water condensate discharged into the condensation column from the third collection tray on the feed of product gas B but not recycled to the condensation column was 1.04 kg / h and the temperature was 33 ° C. Likewise, the residue was supplied to the painting.

응축 컬럼의 상부에서, 11.16 m3 (STP)/h의 잔류 가스가 온도 33℃ 및 압력 1.20 bar의 응축 컬럼에서 하기 함량으로 유출되었다: At the top of the condensation column, a residual gas of 11.16 m 3 (STP) / h was sparged in a condensation column at a temperature of 33 ° C and a pressure of 1.20 bar in the following amounts:

프로판 22.06 부피%,22.06% by volume of propane,

프로필렌 0.46 부피%,0.46% by volume of propylene,

O2 3.54 부피%,3.54% by volume of O 2 ,

N2 69.75 부피%,N 2 69.75% by volume,

H2O 1.76 부피%,1.76% by volume of H 2 O,

CO 0 부피%, 및0 vol% of CO, and

CO2 1.43 부피%.CO 2 1.43% by volume.

잔류 가스 전체를 3 bar로 압축시키고 (131℃로 가열됨), 기재한 바와 같이 반응 구역 A에서 전달된 생성물 가스 A와의 간접 열 교환 후, (탈수소화 순환 가스 유동에 사용되는 제트 펌프를 위한 구동 제트로서) 잔류 가스 순환 가스로서 반응 구역 A로 재순환시켰다.The entirety of the residual gas is compressed to 3 bar (heated to 131 캜), indirectly exchanged with the product gas A delivered in the reaction zone A as described, (the drive for the jet pump used in the dehydrogenation recycle gas flow Lt; RTI ID = 0.0 &gt; A) &lt; / RTI &gt;

VII. 프로판으로부터 아크릴산을 제조하는 방법의 제2 비교예 (정상 작업 상태로 기재함)VII. Comparative Example 2 of the method for producing acrylic acid from propane (described as a normal working state)

반응 구역 A는, 단지 1개의 고정 촉매층을 가지며 배열이 상기 II의 트레이 반응기에서 유동 방향으로 제1 고정층 트레이에 상응하는 단열 샤프트 로 반응기로 이루어졌다.The reaction zone A consisted of a reactor with an adiabatic shaft having only one fixed catalyst bed and an arrangement corresponding to the first fixed bed tray in the flow direction in the tray reactor of II.

불균질 촉매화 부분 프로판 탈수소화를 상기 샤프트 반응기에서 직선 통과로 탈수소화 순환 가스 모드를 이용하여 수행하였다. 촉매 총량 (불활성 물질 없이 계산함)에 대한 프로판 적재량은 1500 l (STP)/l·h였다.Inhomogeneously catalyzed partial propane dehydrogenation was carried out in the shaft reactor using a linear pass-through dehydrogenation recycle gas mode. The propane loading for the total catalyst (calculated without inert material) was 1500 l (STP) / l · h.

23.79 m3 (STP)/h의 반응 가스 A 충전 가스 혼합물 (출발 혼합물; T = 456℃; P = 2.82 bar)을 샤프트 로 반응기에 공급하고, 이는 하기 함량을 가졌다:Reaction gas A charge gas mixture (starting mixture; T = 456 ° C; P = 2.82 bar) of 23.79 m 3 (STP) / h was fed to the reactor with a shaft, which had the following contents:

프로판 19.31 부피%,19.31% by volume of propane,

프로필렌 3.82 부피%,3.82% by volume of propylene,

에탄 0.11 부피%,0.11% by volume of ethane,

메탄 0.33 부피%,0.33% by volume of methane,

H2 4.27 부피%,H 2 4.27% by volume,

O2 2.14 부피%,O 2 2.14% by volume,

N2 62.72 부피%,62.72% by volume of N 2 ,

H2O 5.11 부피%,H 2 O 5.11% by volume,

CO 0 부피%, 및0 vol% of CO, and

CO2 1.22 부피%.CO 2 1.22% by volume.

반응 가스 A 충전 가스 혼합물은 제1 가스 혼합물 (1.69 m3 (STP)/h)과 제2 가스 혼합물 (22.10 m3 (STP)/h)의 혼합물이며, 이는 고정식 혼합기에 의해 두 가스 혼합물을 조합하여 수득하였다.Reaction gas A The charge gas mixture is a mixture of a first gas mixture (1.69 m 3 (STP) / h) and a second gas mixture (22.10 m 3 (STP) / h) &Lt; / RTI &gt;

제1 가스 혼합물은 0.013 m3 (STP)/h의 수증기 (T = 134℃; P = 3 bar), 98 부피% 초과의 정도로 프로판 (새로운 프로판)을 포함하는 1.08 m3 (STP)/h의 조 프로판 (T = 122℃; P = 3.50 bar) 및 0.60 m3 (STP)/h의 수소 분자 (순도 99 부피% 초과; T = 35℃; P = 2.20 bar)의 혼합물이고, 제2 가스 혼합물은 10.93 m3 (STP)/h의 탈수소화 순환 가스 (T = 546℃; P = 2.82 bar), 10.52 m3 (STP)/h의 압축 잔류 가스 순환 가스 (P = 3 bar; T = 455℃) 및 0.65 m3 (STP)/h의 압축 공기 (T = 175℃, P = 3.00 bar)의 혼합물이었다.The first gas mixture had a vapor pressure of 0.013 m 3 (STP) / h of water vapor (T = 134 ° C; P = 3 bar), 1.08 m 3 (STP) / h of propane (new propane) (Purity greater than 99% by volume; T = 35 캜; P = 2.20 bar) of crude propane (T = 122 ° C; P = 3.50 bar) and 0.60 m 3 (STP) (P = 3 bar; T = 455 ° C) at 10.93 m 3 (STP) / h of dehydrogenation circulating gas (T = 546 ° C; P = 2.82 bar) and 10.52 m 3 ) And 0.65 m 3 (STP) / h of compressed air (T = 175 ° C, P = 3.00 bar).

반응 구역 A 외부에서 반응 구역 B의 방향으로 전달된 생성물 가스 A의 간접 열 교환은 압축 잔류 가스 순환 가스 온도 455℃를 설정하였다.The indirect heat exchange of the product gas A delivered in the direction of the reaction zone B outside the reaction zone A set the temperature of the compressed residual gas circulation gas at 455 ° C.

탈수소화 순환 가스 유동을 제트 펌프 원리 (DE-A 102 112 75 참조)에 따라 수행하고, 구동 제트로서 기능하는 압축 잔류 가스 순환 가스를 455℃로 설정하였다. 압축 공기를 생성된 혼합물에 계량 첨가 (스로틀링)하였다.Dehydrogenation The circulating gas flow was carried out in accordance with the jet pump principle (DE-A 102 112 75) and the compressed residual gas circulating gas functioning as the drive jet was set at 455 ° C. The compressed air was metered into the resulting mixture (throttling).

반응 가스 A 충전 가스 혼합물이 유동하는 고정 촉매층의 층 높이는 생성물 가스 A가 온도 546℃ 및 압력 2.39 bar의 상기 촉매층에서 하기 함량으로 유출되도록 하였다:The bed height of the fixed catalyst bed in which the reactive gas A packed gas mixture flows is such that the product gas A flows out in the catalyst bed at a temperature of 546 ° C and a pressure of 2.39 bar in the following amounts:

프로판 14.60 부피%,14.60% by volume of propane,

프로필렌 7.84 부피%,7.84% by volume of propylene,

에탄 0.24 부피%,0.24% by volume of ethane,

메탄 0.70 부피%,0.70% by volume of methane,

H2 3.79 부피%,H 2 3.79% by volume,

O2 0 부피%,O 2 0% by volume,

N2 61.44 부피%,N 2 61.44% by volume,

H2O 9.19 부피%,9.19% by volume of H 2 O,

CO 0 부피%, 및0 vol% of CO, and

CO2 1.19 부피%.CO 2 1.19% by volume.

유출량은 24.29 m3 (STP)/h였다.The runoff was 24.29 m 3 (STP) / h.

유동 분할기로 샤프트 반응기의 출구에서 생성물 가스 A를 동일한 조성의 2개의 부분으로 분할하였다.The flow divider divides the product gas A at the outlet of the shaft reactor into two parts of the same composition.

제1 부분은 10.93 m3 (STP)/h이고, 제2 부분은 13.36 m3 (STP)/h였다. 제1 부분을 반응 가스 A 충전 가스 혼합물의 성분으로서 반응 구역 A로 재순환시켰다. 제1 부분의 탈수소화 순환 가스 유동을 위해, 상기와 같이 가열된 압축 잔류 가스 순환 가스를 구동 제트로서 사용하여 제트 펌프를 작동시키고, 혼합 구역 및 확산기를 거쳐 구동 노즐을 통해 압축된 구동 제트의 전달 방향은 반응 구역 A로의 유입 방향을 가리키고, 흡입 노즐은 생성물 가스 A의 제1 유동 부분의 방향을 가리키 며, "흡입 노즐-혼합 구역-확산기" 연결은 재순환될 생성물 가스 A의 제1 부분과 반응 구역 A의 접근부 사이의 단독 연결 라인을 형성하였다. The first part was 10.93 m 3 (STP) / h and the second part was 13.36 m 3 (STP) / h. The first portion was recycled to the reaction zone A as a component of the reaction gas A charge gas mixture. For the dehydrogenation circulating gas flow of the first part, the jet pump is operated using the heated compressed residual gas circulating gas as the driving jet, and the delivery of the driving jet compressed through the driving nozzle through the mixing zone and the diffuser Direction indicates the direction of flow into the reaction zone A, the suction nozzle indicates the direction of the first flow portion of the product gas A, and the "suction nozzle-mixing zone-diffuser" connection comprises a first part of the product gas A to be recycled Thereby forming a single connecting line between the approaching portions of the reaction zone A.

생성물 가스 A의 제2 부분을 반응 구역 A 밖으로 전달하고, 하류에 배치된 간접 열 교환기에서 압축 잔류 가스 순환 가스 (10.52 m3 (STP)/h; T = 135℃; P = 3.00 bar)와의 간접 열 교환에 의해 330℃로 냉각시켰다 (작업 압력은 본질적으로 유지됨). 이는 잔류 가스 순환 가스를 455℃로 가열시켰으며, 작업 압력을 2.82 bar로 감소시켰다.The second part of the product gas A is transferred out of the reaction zone A and the indirect residual heat of the indirect gas stream with indirect residual heat of the compressed residual gas circulation gas (10.52 m 3 (STP) / h; T = 135 ° C; P = 3.00 bar) Gt; 330 C &lt; / RTI &gt; by heat exchange (the working pressure is essentially maintained). This heated the residual gas circulation gas to 455 캜 and reduced the working pressure to 2.82 bar.

이후, 생성물 가스 A를 "프로판-스크러빙된" 생성물 가스 A (9.06 m3 (STP)/h; T = 30℃, P = 10.50 bar)와의 제2 간접 열 교환에서 220℃로 냉각시켰으며, 이는 동시에 2.21 bar로의 작업 압력 감소를 수반하였다.The product gas A was then cooled to 220 ° C in a second indirect heat exchange with "propane-scrubbed" product gas A (9.06 m 3 (STP) / h; T = 30 ° C., P = 10.50 bar) At the same time, the work pressure was reduced to 2.21 bar.

이는 "프로판-스크러빙된" 생성물 가스 A (이하에서 "오프가스"로도 지칭됨)를 300℃로 가열시키고, 작업 압력을 10.10 bar로 변화시켰다. 이후, 오프가스를 다단계 팽창 터빈의 제1 팽창 단계에서 10.10 bar에서 3.50 bar로 압축시키고, 동시에 300℃에서 187℃로 냉각시켰다. 이어서, 제1 팽창 단계를 벗어난 오프가스를 간접 열 교환에서 220℃의 생성물 가스 A에 전달하였다. 후자는 본질적으로 작업 압력을 유지하고, 동시에 219℃로 냉각되었다. 이는 오프가스를 190℃로 가열시키고, 이때 작업 압력은 실질적으로 유지되었다. 이어서, 오프가스를 다단계 팽창 터빈의 제2 팽창 단계에서 1.23 bar로 압축시켜, 88℃로 냉각시켰다. 이어서, 오프가스를 잔류물 회화에 공급하였다.This "propane-scrubbed" product gas A (hereinafter also referred to as "off-gas") was heated to 300 ° C. and the working pressure was changed to 10.10 bar. Thereafter, the off-gas was compressed from 10.10 bar to 3.50 bar in the first expansion stage of the multistage expansion turbine, and at the same time cooled from 300 ° C to 187 ° C. Then, the off-gas out of the first expansion step was transferred to product gas A at 220 ° C in indirect heat exchange. The latter was essentially cooled to 219 ° C while maintaining the working pressure. This heated the off-gas to 190 DEG C, at which time the working pressure was substantially maintained. The off-gas was then compressed to 1.23 bar in the second expansion stage of the multistage expansion turbine and cooled to 88 占 폚. Subsequently, off-gas was supplied to the residue painting.

이후 219℃ 및 2.21 bar의 생성물 가스 A를 먼저 공기-냉각된 간접 열 교환기에서 60℃로 냉각시키고, 이어서 냉각수-냉각된 간접 열 교환기에서 39℃로 냉각시켰다. 액적 분리기에 의해, 냉각 과정 중 응축 제거된 물을 제거하였다 (0.68 kg/h).The product gas A at 219 ° C and 2.21 bar was then first cooled to 60 ° C in an air-cooled indirect heat exchanger and then cooled to 39 ° C in a chilled water-cooled indirect heat exchanger. The condensate removed during the cooling process was removed by a liquid separator (0.68 kg / h).

남아있는 12.52 m3 (STP)/h의 생성물 가스 A를 다단계 방사형 압축기의 제1 압축기 단계에서 4.81 bar로 압축시켰다. 이는 생성물 가스 A를 39℃에서 108℃로 가열시켰다. 이후, 생성물 가스 A를 간접 열 교환기에서 공기에 의해 54℃로 냉각시키고, 응축 제거된 물 (5.7 g/h)을 액적 분리기에 의해 제거하였다. 제2 압축 단계에서, 남아있는 12.51 m3 (STP)/h의 생성물 가스 A를 10.50 bar로 압축시켰다. 이는 생성물 가스 A의 126℃로의 가열과 연관된다. 이어서, 간접 열 교환기에서 공기에 의한 냉각으로 생성물 가스 A를 먼저 54℃로 냉각시킨 다음, 냉각수와의 간접 열 교환으로 29℃로 냉각시켰다. 액적 분리기에 의해, 냉각 과정 중 응축 제거된 물을 제거하였다 (0.28 kg/h). 여전히 남아있는 12.71 m3 (STP)/h의 생성물 가스 A (작업 압력은 본질적으로 여전히 10.50 bar임)를 랜덤 팩킹을 갖는 컬럼의 하부 부분에 전달하였다. 이의 함량은 하기와 같았다:The remaining 12.52 m 3 (STP) / h of product gas A was compressed to 4.81 bar in the first compressor stage of the multistage radial compressor. This heated the product gas A at 39 占 폚 to 108 占 폚. Thereafter, the product gas A was cooled to 54 DEG C by air in an indirect heat exchanger, and the condensed water (5.7 g / h) was removed by a liquid separator. In the second compression stage, the remaining 12.51 m 3 (STP) / h of product gas A was compressed to 10.50 bar. This is associated with heating the product gas A to 126 占 폚. The product gas A was first cooled to 54 DEG C by air cooling in an indirect heat exchanger and then cooled to 29 DEG C by indirect heat exchange with cooling water. The condensate removed during the cooling process was removed by a liquid separator (0.28 kg / h). The remaining product gas A of 12.71 m 3 (STP) / h (the working pressure is still essentially 10.50 bar) was transferred to the lower part of the column with random packing. Its content was as follows:

프로판 16.0 부피%,16.0% by volume of propane,

프로필렌 8.60 부피%,8.60% by volume of propylene,

에탄 0.26 부피%,0.26% by volume of ethane,

메탄 0.77 부피%,0.77% by volume of methane,

H2 4.17 부피%,H 2 4.17% by volume,

O2 0 부피%,O 2 0% by volume,

N2 67.48 부피%,N 2 67.48% by volume,

H2O 0.39 부피%,0.39% by volume of H 2 O,

CO 0 부피%, 및0 vol% of CO, and

CO2 1.31 부피%.CO 2 1.31% by volume.

프로판 스크러빙 컬럼의 상부에서, (상기 II에 기재된 바와 같은) 독일 소재 할테르만의 공업용 테트라데칸 115.96 kg/h를 도입 온도 30℃ (압력 10.50 bar)로 도입하였다.At the top of the propane scrubbing column, 115.96 kg / h of industrial tetradecane from Haltermann, Germany (as described in II) was introduced at an introduction temperature of 30 ° C (pressure 10.50 bar).

스크러빙 컬럼의 상부에서, 압력 10.50 bar 및 온도 30℃ 및 양 9.06 m3 (STP)/h에서 하기 함량을 갖는 "프로판-스크러빙된" 생성물 가스 A (오프가스)가 유출되었다:At the top of the scrubbing column, "propane-scrubbed" product gas A (off-gas) was sparged at a pressure of 10.50 bar and a temperature of 30 ° C and a volume of 9.06 m 3 (STP)

프로판 0.02 부피%,0.02% by volume of propane,

프로필렌 0.01 부피%,0.01% by volume of propylene,

에탄 0.22 부피%,0.22% by volume of ethane,

메탄 1.04 부피%,1.04% by volume of methane,

H2 5.59 부피%,5.59% by volume of H 2 ,

O2 0 부피%,O 2 0% by volume,

N2 90.60 부피%,N 2 90.60% by volume,

H2O 0.39 부피%,0.39% by volume of H 2 O,

CO 0 부피%, 및0 vol% of CO, and

CO2 1.12 부피%.CO 2 1.12% by volume.

상기한 바와 같은, 반응 구역 A에서 전달된 생성물 가스 A와의 간접 열 교환 및 다단계 팽창 터빈에서 1.23 bar로의 다단계 압축 후, 오프가스를 잔류물 회화에 공급하였다. 오프가스를 압축시키기 전, 산업 규모로 그 안에 존재하는 수소 분자를 제거하는 것이 적절할 수 있다. 이는 예를 들어 오프가스에 상기한 바와 같은 막 분리를 적용하여 수행할 수 있다. 그 결과 제거된 수소 분자는 완전히 또는 부분적으로 반응 구역 A로 (적절하게는 반응 가스 A 충전 가스 혼합물의 성분으로서) 재순환될 수 있다. 별법으로, 예를 들어 연료 전지에서 연소될 수 있다.After indirect heat exchange with the product gas A delivered in reaction zone A as described above and multistage compression to 1.23 bar in a multistage expansion turbine, off-gas was supplied to the residue painting. It may be appropriate to remove the hydrogen molecules present on the industrial scale before compressing offgas. This can be done, for example, by applying a membrane separation as described above to off-gas. As a result, the removed hydrogen molecules can be completely or partially recycled to the reaction zone A (suitably as a component of the reaction gas A fill gas mixture). Alternatively, for example, it can be combusted in a fuel cell.

압력 10.5 bar 및 온도 40℃인 흡수물 121.93 kg/h를 외부 냉각 또는 가열되지 않은 "프로판 스크러빙 컬럼"의 하부로부터 배출시켰다. 이는 3.14 중량%의 프로판, 1.61 중량%의 프로필렌, 0.01 중량%의 에탄 및 0.09 중량%의 CO2를 포함하였다. 흡수물을 하류 탈착 컬럼의 상부에 전달하기 전, 압력 1.98 bar로 압축시켰다 (예를 들어 역펌프 또는 밸브로; 역펌프의 경우 방출된 기계적 에너지는 적절하게는 또한 탈착 컬럼에서 프로판이 제거된 흡수제 (탈착 컬럼의 액체 유출물)를 재압축시키는데 사용됨). 수득한 2상 혼합물을 탈착 컬럼 상부에 전달하였다.121.93 kg / h of absorber at a pressure of 10.5 bar and a temperature of 40 ° C were discharged from the bottom of the externally cooled or unheated "propane scrubbing column". It contained 3.14 wt% propane, 1.61 wt% propylene, 0.01 wt% ethane, and 0.09 wt% CO 2 . Before the adsorbate was delivered to the top of the downstream desorption column, the pressure was compressed to 1.98 bar (for example with an inverted pump or valve; in the case of an inverted pump the mechanical energy released was suitably also the absorbance of the propane- (Used to recompress the liquid effluent of the desorption column). The resulting two-phase mixture was transferred to the top of the desorption column.

압력 3.00 bar로 압축된 (175℃로 가열됨) 공기 7.88 m3 (STP)/h를 탈착 컬럼의 상부로부터 유래된 흡수물에 역류로 탈착 컬럼 (마찬가지로 랜덤 팩킹을 갖는 컬럼)에 하부로부터 스트리핑 가스로서 전달하였다. A stream of 7.88 m &lt; 3 &gt; (STP) / h compressed to a pressure of 3.00 bar (heated to 175 DEG C) was fed back to the desorption column (likewise with random packing) .

탈착 컬럼의 액체 유출물 (115.94 kg/h)을 펌프에 의해 다시 10.50 bar로 압축시키고, 냉각수를 이용한 간접 냉각 후, 온도 30℃에서 프로판 스크러빙 컬럼 (흡착 컬럼) 상부에서의 프로판 흡착에 재순환시켰다.The liquid effluent (115.94 kg / h) of the desorption column was again pumped down to 10.50 bar by the pump and indirectly cooled with cooling water and then recycled to the propane adsorption at the top of the propane scrubbing column (adsorption column) at a temperature of 30 ° C.

탈착 컬럼의 상부에서, 10.97 m3 (STP)/h의 가스 혼합물이 온도 33℃ 및 압력 1.98 bar에서 하기 함량으로 유출되었다:At the top of the desorption column, a gas mixture of 10.97 m 3 (STP) / h was sparged at a temperature of 33 ° C and a pressure of 1.98 bar in the following amounts:

프로판 17.77 부피%,17.77% by volume of propane,

프로필렌 9.53 부피%,9.53% by volume of propylene,

에탄 0.11 부피%,0.11% by volume of ethane,

O2 14.54 부피%,O 2 14.54% by volume,

N2 54.91 부피%,54.91% by volume of N 2 ,

H2O 1.59 부피%,1.59% by volume of H 2 O,

CO 0 부피%, 및0 vol% of CO, and

CO2 0.55 부피%.0.55% by volume of CO 2 .

수증기와의 간접 열 교환은 가스 혼합물의 온도를 140℃로 증가시켰다 (이는 작업 압력을 1.88 bar로 감소시킴).Indirect heat exchange with water vapor increased the temperature of the gas mixture to 140 ° C (which reduced the working pressure to 1.88 bar).

이러한 가스 혼합물을 반응 가스 B 출발 혼합물 (충전 가스 혼합물)로서 사용하여 상기 II와 동일한 구조를 갖는 반응 구역 B를 충전시켰다. This gas mixture was used as the reaction gas B starting mixture (charging gas mixture) to charge the reaction zone B having the same structure as the above II.

제1 산화 단계의 촉매 충전의 프로필렌 적재량을 130 l (STP)/l·h가 되도록 선택하였다. 염 용융물 (KNO3 53 중량%, NaNO2 40 중량%, NaNO3 7 중량%)은 하기 유입 온도를 가졌다:The propylene loading of the catalyst charge in the first oxidation step was selected to be 130 l (STP) / l · h. The salt melt (53 wt.% KNO 3 , 40 wt.% NaNO 2 , 7 wt.% NaNO 3 ) had the following inlet temperature:

TA = 323℃ TB = 327℃T A = 323 ° C T B = 327 ° C

TC = 262℃ TD = 265℃T C = 262 ° C T D = 265 ° C

온도 260℃, 압력 1.67 bar 및 하기 함량을 갖는 반응 가스 B가 10.99 m3 (STP)/h의 양으로 중간 냉각기에서 유출되었다:Reaction gas B having a temperature of 260 DEG C, a pressure of 1.67 bar and the following amount was spilled out from the intercooler in an amount of 10.99 m &lt; 3 &gt; (STP) / h:

아크롤레인 7.98 부피%,7.98% by volume of acrolein,

아크릴산 0.53 부피%,0.53% by volume of acrylic acid,

프로판 17.74 부피%,17.74% by volume of propane,

프로필렌 0.56 부피%,0.56% by volume of propylene,

에탄 0.1 부피%,0.1% by volume of ethane,

O2 3.92 부피%,O &lt; 2 &gt; 3.92 vol%

N2 54.82 부피%,N 2 54.82% by volume,

H2O 11.44 부피%,H 2 O 11.44% by volume,

CO 0.41 부피%, 및0.41% by volume of CO, and

CO2 1.49 부피%.CO 2 1.49% by volume.

방사형 압축기에서 3 bar로 압축된 (175℃로 가열됨) 공기 2.21 m3 (STP)/h를 계량 첨가 (스로틀링)하여, 제2 산화 단계로의 반응 가스 유입 온도가 유입 압력 1.67 bar에서 251℃이도록 하였다 (아크롤레인 적재량 = 110 l (STP)/l·h).(Throttling) air 2.21 m 3 (STP) / h compressed to 3 bar (heated to 175 ° C) in the radial compressor, so that the inlet temperature of the reaction gas to the second oxidation stage is 251 (Acrolein loading = 110 l (STP) / l · h).

제2 산화 단계의 생성물 가스 혼합물 (생성물 가스 B)은 온도가 270℃이고, 압력이 1.55 bar이며, 하기 함량을 가졌다:The product gas mixture (product gas B) in the second oxidation step had a temperature of 270 DEG C and a pressure of 1.55 bar and had the following contents:

아크롤레인 0.03 부피%,0.03% by volume of acrolein,

아크릴산 6.94 부피%,6.94% by volume of acrylic acid,

아세트산 0.21 부피%,0.21% by volume of acetic acid,

프로판 15.25 부피%,15.25% by volume of propane,

프로필렌 0.48 부피%,0.48% by volume of propylene,

에탄 0.09 부피%,0.09% by volume of ethane,

O2 2.95 부피%,O 2 2.95% by volume,

N2 60.31 부피%,N 2 60.31% by volume,

H2O 10.49 부피%,H 2 O 10.49% by volume,

CO 0.55 부피%, 및0.55% by volume of CO, and

CO2 1.69 부피%.CO 2 1.69% by volume.

생성물 가스 B (12.79 m3 (STP)/h)를 WO 2004/035514에 기재된 바와 같이 트레이 컬럼에서 분별 응축시켰다.The product gas B (12.79 m 3 (STP) / h) was fractionally condensed in a tray column as described in WO 2004/035514.

13.8 g/h의 고 비점물 (폴리아크릴산 (마이클 부가물) 등)을 잔류물 회화에 공급하였다.High boiling point water (polyacrylic acid (Michael adduct) etc.) of 13.8 g / h was supplied to the residue painting.

생성물 가스 B의 공급 위 제2 수집 트레이로부터 트레이 컬럼으로, 온도가 15℃이고 96.99 중량%의 아크릴산을 갖는 응축 조 아크릴산 2.82 kg/h를 배출시켰다. 소량의 물 첨가 후, 이를 WO 2004/035514에 기재된 바와 같이 현탁액-결정화시키고, 현탁액 결정을 유압식 스크러빙 컬럼에서 모액으로부터 분리하고, 모액을 WO 2004/035514에 기재된 바와 같이 응축 컬럼으로 재순환시켰다. 세척된 현탁액 결정의 순도는 아크릴산 99.87 중량% 초과이며, 즉시 위생 부문 용도의 물-"초흡수" 중합체를 제조하는데 적합하다.2.82 kg / h of condensed crude acrylic acid having a temperature of 15 캜 and 96.99% by weight of acrylic acid was discharged from the second collecting tray to the tray column on the supply of the product gas B. After addition of a small amount of water, it was subjected to suspension-crystallization as described in WO 2004/035514, the suspension crystals were separated from the mother liquor in a hydraulic scrubbing column and the mother liquor was recycled to the condensation column as described in WO 2004/035514. The purity of the washed suspension crystals is greater than 99.87% by weight of acrylic acid and is suitable for the preparation of water- "superabsorbent" polymers for immediate hygiene applications.

생성물 가스 B의 공급 위 제3 수집 트레이로부터 응축 컬럼으로 배출되었으나 응축 컬럼으로 재순환되지 않은 산성수 응축물의 양은 1.06 kg/h이고, 온도는 33℃였다. 마찬가지로, 잔류물 회화에 공급하였다.The amount of acidic water condensate discharged into the condensation column from the third collection tray on the feed of product gas B but not recycled to the condensation column was 1.06 kg / h and the temperature was 33 ° C. Likewise, the residue was supplied to the painting.

응축 컬럼의 상부에서, 10.52 m3 (STP)/h의 잔류 가스가 온도 33℃ 및 압력 1.20 bar 및 하기 함량으로 응축 컬럼에서 유출되었다: At the top of the condensation column, a residual gas of 10.52 m 3 (STP) / h was flowed out of the condensation column at a temperature of 33 ° C and a pressure of 1.20 bar and the following contents:

프로판 18.36 부피%,18.36% by volume of propane,

프로필렌 0.49 부피%,0.49% by volume of propylene,

O2 3.58 부피%,O 2 3.58% by volume,

N2 73.32 부피%,N 2 73.32% by volume,

H2O 1.73 부피%,1.73% by volume of H 2 O,

CO 0 부피%, 및0 vol% of CO, and

CO2 1.51 부피%.CO 2 1.51% by volume.

잔류 가스 전체를 3 bar로 압축시키고 (135℃로 가열됨), 기재한 바와 같이 반응 구역 A에서 전달된 생성물 가스 A와의 간접 열 교환 후, (탈수소화 순환 가스 유동에 사용되는 제트 펌프를 위한 구동 제트로서) 잔류 가스 순환 가스로서 반응 구역 A로 재순환시켰다.The entirety of the residual gas is compressed to 3 bar (heated to 135 DEG C) and, after the indirect heat exchange with the product gas A transferred in reaction zone A as described, (the drive for the jet pump used for the dehydrogenation circulation gas flow Lt; RTI ID = 0.0 &gt; A) &lt; / RTI &gt;

미국 가특허출원 제60/802786호 (2006년 5월 24일에 출원됨)는 본원에 참조문헌으로 포함되어 있다. 상기 교시와 관련하여, 본원에서 다수의 변경 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명은 첨부된 특허청구범위의 범위 내에서 본원에 구체적으로 기재된 방법과 상이하게 수행될 수 있다고 가정할 수 있다.U.S. Provisional Patent Application No. 60/802786 (filed May 24, 2006) is incorporated herein by reference. Many modifications and variations are possible in light of the above teachings. It is therefore contemplated that the invention may be practiced otherwise than as specifically described herein within the scope of the appended claims.

Claims (37)

A) - 프로판을 포함하는 2개 이상의 가스 공급 스트림 (1개 이상은 새로운 프로판을 포함함)을 제1 반응 구역 A에 공급하여 반응 가스 A를 형성하고,A) -propane is fed to the first reaction zone A to form a reaction gas A, - 반응 구역 A에서, 프로판의 부분 불균질 촉매화 탈수소화에 의해 수소 분자 및 프로필렌을 형성하는 1개 이상의 촉매층을 통해 반응 가스 A를 전달하고,Transferring the reaction gas A through one or more catalyst layers forming hydrogen molecules and propylene by partial heterogeneously catalyzed dehydrogenation of propane in reaction zone A, - 산소 분자를 반응 구역 A에 공급하고, 반응 구역 A에서 반응 가스 A에 존재하는 수소 분자의 적어도 일부분을 수증기로 산화시키고,- feeding oxygen molecules to reaction zone A, oxidizing at least a portion of the hydrogen molecules present in reaction gas A in reaction zone A with water vapor, - 프로필렌, 프로판 및 수증기를 포함하는 생성물 가스 A를 반응 구역 A로부터 배출시키고,- product gas A containing propylene, propane and water vapor is withdrawn from reaction zone A, B) 반응 구역 B에서, 생성물 가스 A를 산소 분자의 공급과 함께 사용하여 1개 이상의 산화 반응기를 프로판, 프로필렌 및 산소 분자를 포함하는 반응 가스 B로 충전시키고, 그 내부에 존재하는 프로필렌을 불균질 촉매화 부분 가스상 산화시켜 표적 생성물로서 아크롤레인 또는 아크릴산 또는 이의 혼합물을 생성하며, 더불어 비전환 프로판-포함 생성물 가스 B를 생성하고,B) In reaction zone B, product gas A is used in conjunction with the supply of oxygen molecules to charge at least one oxidation reactor with reaction gas B containing propane, propylene and oxygen molecules, and the propylene present therein is inhomogeneously Catalyzed partial gas-phase oxidation to produce acrolein or acrylic acid or mixtures thereof as a target product, and to produce an unconverted propane-containing product gas B, C) 생성물 가스 B를 반응 구역 B 밖으로 전달하고, 제2 분리 구역 II에서 그 내부에 존재하는 표적 생성물을 제거하여 프로판-포함 잔류 가스를 남기고,C) delivering the product gas B out of the reaction zone B and removing the target product present therein in the second separation zone II leaving a propane- D) 분리 구역 III에서, 반응 구역 A로 재순환되지 않고 잔류 가스 중에 존재하는 프로판을 잔류 가스로부터의 흡수에 의해 유기 용매로 흡수시켜 프로판-포함 흡수물을 형성하고, D) In the separation zone III, the propane present in the residual gas without being recycled to the reaction zone A is absorbed into the organic solvent by absorption from the residual gas to form a propane-containing absorbent, E) 분리 구역 IV에서, 프로판을 흡수물로부터 제거하여, 프로판-포함 공급 스트림으로서 반응 구역 A로 재순환시키며,E) In the separation zone IV, propane is removed from the absorption and recycled to the reaction zone A as a propane-containing feed stream, 반응 구역 A에서 적어도 충분한 수소 분자를 수증기로 산화시켜 반응 구역 A에서 수증기로 산화된 수소의 양이 반응 구역 A에서 형성된 수소 분자의 양의 30 내지 70mol% 이상인 것을 포함하는,Wherein at least sufficient hydrogen molecules in the reaction zone A are oxidized with water vapor so that the amount of hydrogen oxidized to water vapor in the reaction zone A is 30 to 70 mol% or more of the amount of hydrogen molecules formed in the reaction zone A, 프로판으로부터 아크롤레인 또는 아크릴산 또는 이의 혼합물을 제조하는 방법.A process for the production of acrolein or acrylic acid or mixtures thereof from propane. 제1항에 있어서, 반응 구역 A에서 수소 분자의 산화에 의해 생성된 열 에너지의 일부 이상을, 열 담체로서 반응 가스 A 또는 생성물 가스 A 또는 반응 가스 A 및 생성물 가스 A와의 간접 열 교환에 의해 반응 구역 A로 공급된 가스 공급 스트 림을 가열하는데 사용하는 방법.The process according to claim 1, wherein at least a part of the thermal energy generated by the oxidation of the hydrogen molecules in the reaction zone A is subjected to indirect heat exchange with the reaction gas A or the product gas A or the reaction gas A and the product gas A A method used to heat a gas feed stream fed to Zone A. 제1항 또는 제2항에 있어서, 반응 가스 B가 수소 분자를 포함하는 방법.3. The method according to claim 1 or 2, wherein the reaction gas B comprises hydrogen molecules. 제1항 또는 제2항에 있어서, 반응 가스 B가 수소 분자를 포함하지 않는 방법.3. The method according to claim 1 or 2, wherein the reaction gas B does not contain hydrogen molecules. 제1항 또는 제2항에 있어서, 반응 구역 A로부터 배출된 생성물 가스 A를 그 자체로 사용하여 반응 구역 B에서 1개 이상의 산화 반응기를 충전시키는 방법.The method according to any one of claims 1 to 5, wherein the product gas A discharged from the reaction zone A is used as it is to charge at least one oxidation reactor in the reaction zone B. 제1항 또는 제2항에 있어서, 생성물 가스 B에 존재하는 수증기의 5 mol% 이상을 분리 구역 I에서 응축시켜 제거하는 방법.3. A process according to claim 1 or 2, wherein at least 5 mol% of the water vapor present in the product gas (B) is removed by condensation in the separation zone (I). 제1항 또는 제2항에 있어서, 생성물 가스 B에 존재하는 수증기의 25 mol% 이상을 분리 구역 I에서 응축시켜 제거하는 방법.3. A process according to claim 1 or 2, wherein at least 25 mol% of the water vapor present in the product gas (B) is removed by condensation in the separation zone (I). 제1항 또는 제2항에 있어서, 생성물 가스 B에 존재하는 수증기의 50 mol% 이상을 분리 구역 I에서 응축시켜 제거하는 방법.The process according to any one of the preceding claims, wherein at least 50 mol% of the water vapor present in the product gas (B) is removed by condensation in the separation zone (I). 제1항 또는 제2항에 있어서, 생성물 가스 B에 존재하는 수증기 5 내지 98 mol%를 분리 구역 I에서 응축시켜 제거하는 방법.Process according to claim 1 or 2, wherein 5 to 98 mol% of the water vapor present in the product gas B is removed in the separation zone I by condensation. 제1항 또는 제2항에 있어서, 반응 구역 A에서의 작업 압력이 1 초과 내지 5 bar인 방법.The process according to any one of claims 1 to 3, wherein the working pressure in the reaction zone A is between 1 and 5 bar. 제1항 또는 제2항에 있어서, 각 경우 특정 구역으로의 입구에서 측정된, 공정의 상이한 구역에서의 작업 압력 P에 하기 관계식이 적용되는 방법:Method according to claim 1 or 2, wherein the following relation is applied to the working pressure P in different zones of the process, measured at the entrance to the particular zone in each case: P분리 구역 III > P분리 구역 IV > P반응 구역 A > P분리 구역 I > P반응 구역 B > P분리 구역 II.P separation zone III > P separation zone IV > P reaction zone A > P separation zone I > P reaction zone B > P separation zone II . 제1항 또는 제2항에 있어서, 반응 구역 A에서 형성된 수소 분자 총량의 90 mol%가 형성되기 이전에 반응 구역 A에서 수소 분자를 산소 분자로 연소시키는 방법.The method according to claim 1 or 2, wherein the hydrogen molecule is burned in the reaction zone A into oxygen molecules before 90 mol% of the total amount of hydrogen molecules formed in the reaction zone A is formed. 제1항 또는 제2항에 있어서, 반응 구역 A에서 형성된 수소 분자 총량의 75 mol%가 형성되기 이전에 반응 구역 A에서 수소 분자를 산소 분자로 연소시키는 방법.3. The method according to claim 1 or 2, wherein hydrogen molecules are burned in the reaction zone A with oxygen molecules before 75 mol% of the total amount of hydrogen molecules formed in the reaction zone A is formed. 제1항 또는 제2항에 있어서, 반응 구역 A에서 형성된 수소 분자 총량의 65 mol%가 형성되기 이전에 반응 구역 A에서 수소 분자를 산소 분자로 연소시키는 방법.3. The method according to claim 1 or 2, wherein hydrogen molecules are fired into oxygen molecules in reaction zone A before 65 mol% of the total amount of hydrogen molecules formed in reaction zone A is formed. 제1항 또는 제2항에 있어서, 분리 구역 I에서 생성물 가스 A에 존재하는 수증기를 적어도 부분적으로 제거하고, 이러한 제거를 생성물 가스 A의 간접 및 직접 냉각에 의해 수행하는 방법.Method according to any one of the preceding claims, wherein the water vapor present in the product gas (A) in the separation zone (I) is at least partially removed and this removal is effected by indirect and direct cooling of the product gas (A). 제1항 또는 제2항에 있어서, 잔류 가스의 조성을 갖는 잔류 가스의 일부분을 프로판-포함 공급 스트림으로서 반응 구역 A로 재순환시키고, 잔류 가스가 산소 분자를 포함하는 것인 방법.3. A process according to claim 1 or 2, wherein a portion of the residual gas having a composition of the residual gas is recycled to the reaction zone A as a propane-containing feed stream, and wherein the residual gas comprises oxygen molecules. 제1항 또는 제2항에 있어서, 반응 구역 A에 공급된 산소 분자가 또한 공기의 성분으로서 공급되는 방법.3. The method according to claim 1 or 2, wherein the oxygen molecules fed to the reaction zone A are also fed as a component of air. 제1항 또는 제2항에 있어서, 반응 구역 A에 공급된 산소 분자가 또한 50 부피% 이하의, 산소 분자 이외의 성분을 포함하는 가스의 성분으로서 공급되는 방법.3. A process according to claim 1 or 2, wherein the oxygen molecules fed to the reaction zone A are also fed as a component of a gas comprising not more than 50% by volume of components other than oxygen molecules. 제1항 또는 제2항에 있어서, 분리 구역 IV에서 흡수물로부터 프로판의 제거를 수증기-포함 가스로 스트리핑하여 수행하고, 프로판-함유 스트리핑 가스를 프로판-포함 공급 스트림으로서 반응 구역 A로 재순환시키는 방법.Process according to claim 1 or 2, wherein the removal of propane from the absorption in the separation zone IV is carried out by stripping with a vapor-containing gas and the propane-containing stripping gas is recycled to the reaction zone A as a propane- . 제1항 또는 제2항에 있어서, 반응 구역 A가 단열적으로 구성된 것인 방법.The process according to claim 1 or 2, wherein the reaction zone A is adiabatically configured. 제1항 또는 제2항에 있어서, 반응 구역 A를 통한 단일 통과를 기준으로 반응 구역 A에 공급된 프로판 총량의 10 내지 40 mol%를 반응 구역 A에서 탈수소화로 전환시키는 방법.The process according to claim 1 or 2, wherein from 10 to 40 mol% of the total amount of propane fed to reaction zone A based on a single pass through reaction zone A is converted to dehydrogenation in reaction zone A. 제1항 또는 제2항에 있어서, 반응 구역 A가 1개 이상의 트레이 반응기를 포함하는 것인 방법.3. The process of claim 1 or 2, wherein the reaction zone A comprises at least one tray reactor. 제1항 또는 제2항에 있어서, 반응 구역 A에서 형성된 반응 가스 A가 하기 함량을 갖는 것인 방법:The process according to claim 1 or 2, wherein the reaction gas A formed in the reaction zone A has the following content: 프로판 50 내지 80 부피%,50 to 80% by volume of propane, 프로필렌 0.1 내지 20 부피%,0.1 to 20% by volume of propylene, H2 0 내지 10 부피%,H 2 0 to 10% by volume, N2 0 내지 20 부피%, 및0-20 vol% N 2 , and H2O 5 내지 15 부피%.H 2 O 5 to 15% by volume. 제1항 또는 제2항에 있어서, 반응 구역 A에서 형성된 반응 가스 A가 하기 함량을 갖는 것인 방법:The process according to claim 1 or 2, wherein the reaction gas A formed in the reaction zone A has the following content: 프로판 55 내지 80 부피%,55 to 80% by volume of propane, 프로필렌 0.1 내지 20 부피%,0.1 to 20% by volume of propylene, H2 2 내지 10 부피%,2 to 10% by volume of H 2 , O2 1 내지 5 부피%,1 to 5% by volume of O 2 , N2 0 내지 20 부피%, 및0-20 vol% N 2 , and H2O 5 내지 15 부피%.H 2 O 5 to 15% by volume. 제1항 또는 제2항에 있어서, 반응 구역 A로부터 배출된 생성물 가스 A가 하기 함량을 갖는 것인 방법:The process according to any one of claims 1 to 3, wherein the product gas A discharged from the reaction zone A has the following content: 프로판 30 내지 50 부피%,30 to 50% by volume of propane, 프로필렌 15 내지 30 부피%,15 to 30% by volume of propylene, H2 0 내지 10 부피%,H 2 0 to 10% by volume, H2O 10 내지 25 부피%,10 to 25% by volume of H 2 O, O2 0 내지 1 부피%, 및O 2 0 to 1 volume%, and N2 0 내지 35 부피%.N 2 0 to 35% by volume. 제1항 또는 제2항에 있어서, 생성물 가스 A를 분리 구역 IV에서 제거되어 반응 구역 A로 재순환된 프로판-포함 공급 스트림과의 간접 열 교환에 의해 냉각시키는 방법.3. A process according to claim 1 or 2, wherein product gas A is removed in the separation zone IV and cooled by indirect heat exchange with the propane-containing feed stream recycled to the reaction zone A. 제1항 또는 제2항에 있어서, 불균질 촉매화 부분 가스상 산화가 아크릴산으로의 프로필렌의 2-단계 부분 산화인 방법.The process according to any one of claims 1 to 3, wherein the heterogeneously catalyzed partial gas phase oxidation is a two-step partial oxidation of propylene to acrylic acid. 제27항에 있어서, 제2 산화 단계에 공급된 반응 가스가 하기 함량을 갖는 것인 방법:28. The method of claim 27, wherein the reaction gas fed to the second oxidation step has the following content: 아크롤레인 3 내지 25 부피%,3 to 25% by volume of acrolein, 산소 분자 5 내지 65 부피%,5 to 65% by volume of oxygen molecules, 프로판 6 내지 70 부피%,6 to 70% by volume of propane, H2 0 내지 20 부피%,0 to 20% by volume of H 2 O, H2O 8 내지 65 부피%, 및8 to 65% by volume of H 2 O, and N2 0 내지 70 부피%.N 2 0 to 70% by volume. 제1항 또는 제2항에 있어서, 잔류 가스가 하기 함량을 갖는 것인 방법:The method according to claim 1 or 2, wherein the residual gas has the following content: H2O 1 내지 20 부피%,1 to 20% by volume of H 2 O, N2 0 내지 80 부피%,N 2 0 to 80% by volume, 프로판 10 내지 90 부피%,10 to 90% by volume of propane, H2 0 내지 20 부피%,0 to 20% by volume of H 2 O, O2 0 내지 10 부피%,O 2 0 to 10% by volume, CO2 1 내지 20 부피%, 및1 to 20% by volume of CO 2 , and CO 0 이상 내지 5 부피%.CO 0 to 5% by volume. 제1항 또는 제2항에 있어서, 분리 구역 IV에서 제거되어 반응 구역 A로 재순환된 프로판-포함 공급 스트림이 하기 함량을 갖는 것인 방법:Process according to claim 1 or 2, wherein the propane-containing feedstream removed in the separation zone IV and recycled to the reaction zone A has the following content: 프로판 80 내지 99.99 mol%,80 to 99.99 mol% propane, 프로필렌 0 내지 5 mol%, 및0 to 5 mol% of propylene, and H2O 0 내지 20 mol%.H 2 O 0 to 20 mol%. 제1항 또는 제2항에 있어서, 잔류 가스의 조성을 갖는 잔류 가스의 일부분을 프로판-포함 공급 스트림으로서 반응 구역 A로 재순환시키고, 상기 잔류 가스 부분이 잔류 가스의 총량을 기준으로 10 중량% 이하인 방법.A process according to claim 1 or 2, wherein a portion of the residual gas having a composition of the residual gas is recycled to the reaction zone A as a propane-containing feed stream and the residual gas fraction is 10 wt% or less based on the total amount of residual gas . 제1항 또는 제2항에 있어서, 반응 구역 B에 공급된 산소 분자가 또한 50 부피% 초과의, 산소 분자 이외의 성분을 포함하지 않는 가스의 성분으로서 공급되는 방법.3. The process according to claim 1 or 2, wherein the oxygen molecules fed to the reaction zone B are also fed as a component of a gas which contains no more than 50% by volume of components other than oxygen molecules. 제1항 또는 제2항에 있어서, 반응 구역 B에 공급된 산소 분자가 또한 공기의 성분으로서 공급되는 방법.3. The method according to claim 1 or 2, wherein the oxygen molecules supplied to the reaction zone B are also supplied as components of air. 제1항 또는 제2항에 있어서, 단계 B) 전에, 제1 분리 구역 I에서, 생성물 가스 A에 존재하는 수증기를 생성물 가스 A의 간접 또는 직접 냉각 또는 간접 및 직접 냉각에 의해 부분적으로 또는 완전히 응축시켜 제거함으로써 생성물 가스 A*를 남기는 것인 방법.Process according to any one of the preceding claims, characterized in that before step B), in the first separation zone I, the water vapor present in the product gas A is partially or completely condensed by indirect or direct cooling or indirect and direct cooling of the product gas A Thereby leaving product gas A * . 제1항 또는 제2항에 있어서, 단계 C) 후에, 잔류 가스의 조성을 갖는 잔류 가스의 일부분을 프로판-포함 공급 스트림으로서 반응 구역 A로 재순환시키는 것인 방법.3. A process according to claim 1 or 2, wherein, after step C), a portion of the residual gas having a composition of the residual gas is recycled to the reaction zone A as a propane-containing feed stream. 제1항 또는 제2항에 있어서, 단계 D)전에, 반응 구역 A로 재순환되지 않은 잔류 가스 중에 존재하는 임의의 수증기가 응축에 의해 부분적으로 또는 완전히 제거되거나, 반응 구역 A로 재순환되지 않은 잔류 가스 중에 존재하는 임의의 수소 분자가 분리막에 의해 부분적으로 또는 완전히 제거되거나, 또는 상기 임의의 수증기 및 수소 분자가 둘 다 각각 응축 및 분리막에 의해 부분적으로 또는 완전히 제거되는 것인 방법. The method according to any one of claims 1 to 3, wherein, before step D), any water vapor present in the residual gas that is not recycled to the reaction zone A is partially or completely removed by condensation, Or any of said water vapor and hydrogen molecules are both partially or completely removed by condensation and separation membranes, respectively. 삭제delete
KR1020087031219A 2006-05-24 2007-05-16 Process for preparing acrolein or acrylic acid or a mixture thereof from propane KR101462049B1 (en)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US80278606P 2006-05-24 2006-05-24
US60/802,786 2006-05-24
DE102006024901.1 2006-05-24
DE102006024901A DE102006024901A1 (en) 2006-05-24 2006-05-24 Preparing acrylic acid comprises supplying propane gas to a zone to give a gas containing e.g. propylene, supplying molecular oxygen, feeding oxidation reactor with another gas containing e.g. propylene and subjecting the gas to oxidation
PCT/EP2007/054733 WO2007135041A2 (en) 2006-05-24 2007-05-16 Process for preparing acrolein or acrylic acid or a mixture thereof from propane

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20090024721A KR20090024721A (en) 2009-03-09
KR101462049B1 true KR101462049B1 (en) 2014-11-18

Family

ID=38622294

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020087031219A KR101462049B1 (en) 2006-05-24 2007-05-16 Process for preparing acrolein or acrylic acid or a mixture thereof from propane

Country Status (8)

Country Link
US (1) US7897812B2 (en)
EP (1) EP2029512B1 (en)
JP (1) JP5645401B2 (en)
KR (1) KR101462049B1 (en)
DE (1) DE102006024901A1 (en)
MY (1) MY146659A (en)
RU (1) RU2452724C2 (en)
WO (1) WO2007135041A2 (en)

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102006029790A1 (en) 2006-06-27 2008-01-03 Basf Ag Continuous heterogeneously catalyzed partial dehydrogenation of hydrocarbon involves dehydrogenation through catalyst bed disposed in reaction chamber and with generation of product gas
DE102006035718A1 (en) 2006-07-28 2008-01-31 Basf Ag Preparing dehydrogenated hydrocarbon comprises providing a gaseous reaction mixture stream containing hydrocarbon at an increased temperature through a catalyst bed system, and supplying a volume flow of e.g. molecular oxygen
DE102006049939A1 (en) * 2006-10-19 2008-04-24 Basf Ag Separating acrylic acid from a gas-phase oxidation product gas comprises separating acrylic acid from benzoic acid by crystallization
DE102007055086A1 (en) 2007-11-16 2009-05-20 Basf Se Manufacture of acrylic acid involves subjecting precursor to heterogeneously catalyzed gas phase partial oxidation with oxygen in catalyst, reducing gas mixture, and subjecting crude acrylic acid to thermal separation process
DE102007004960A1 (en) 2007-01-26 2008-07-31 Basf Se Production of acrylic acid by partial gas phase oxidation, for use e.g. as monomer, includes extracting acrylic acid with organic solvent from acidic stream obtained in purification column
DE102007006647A1 (en) 2007-02-06 2008-08-07 Basf Se Process for the regeneration of a catalyst bed deactivated in the context of a heterogeneously catalyzed partial dehydrogenation of a hydrocarbon
DE102010040923A1 (en) 2010-09-16 2012-03-22 Basf Se Process for the preparation of acrylic acid from ethanol and formaldehyde
DE102010040921A1 (en) 2010-09-16 2012-03-22 Basf Se Process for the preparation of acrylic acid from methanol and acetic acid
CN103717289A (en) 2011-04-11 2014-04-09 Ada-Es股份有限公司 Fluidized bed method and system for gas component capture
DE102011076931A1 (en) 2011-06-03 2012-12-06 Basf Se Aqueous solution containing acrylic acid and its conjugate base
CN103889942B (en) * 2011-10-18 2016-05-11 罗门哈斯公司 Prepare acrylic acid from propane and propylene
US9661844B2 (en) 2012-04-30 2017-05-30 Dow Agrosciences Llc Pesticide composition delivery vehicles
WO2014047354A1 (en) 2012-09-20 2014-03-27 ADA-ES, Inc. Method and system to reclaim functional sites on a sorbent contaminated by heat stable salts
US20140121403A1 (en) 2012-10-31 2014-05-01 Celanese International Corporation Integrated Process for the Production of Acrylic Acids and Acrylates
US9120743B2 (en) 2013-06-27 2015-09-01 Celanese International Corporation Integrated process for the production of acrylic acids and acrylates
JP2018127398A (en) * 2015-05-12 2018-08-16 株式会社ダイセル Reactor for oxidation, and production method of oxide
US9896395B2 (en) 2015-11-04 2018-02-20 Exxonmobil Chemical Patents Inc. Process and system for making cyclopentadiene and/or dicyclopentadiene
RU2683738C1 (en) * 2018-07-18 2019-04-01 Игорь Анатольевич Мнушкин Annular adsorber
IT201800011099A1 (en) * 2018-12-14 2020-06-14 Nuovo Pignone Tecnologie Srl PROPANE DE-HYDROGENATION SYSTEM WITH A SINGLE BOX REACTOR EFFLUENT COMPRESSOR AND METHOD

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59163340A (en) * 1983-02-22 1984-09-14 ザ・ハルコン・エス・デイ−・グル−プ・インコ−ポレ−テツト Manufacture of acrylic acid from propane
US6166263A (en) 1997-03-27 2000-12-26 Union Carbide Chemicals & Plastics Technology Corporation Processes for the manufacture of acrolein
US6187963B1 (en) 1997-03-27 2001-02-13 Union Carbide Chemicals & Plastics Technology Corporation Processes for the manufacture of acrolein derivatives
JP2004503516A (en) * 2000-06-14 2004-02-05 ビーエーエスエフ アクチェンゲゼルシャフト Method for producing acrolein or acrylic acid or a mixture thereof from propane

Family Cites Families (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3161670A (en) 1960-12-12 1964-12-15 Shell Oil Co Preparation of olefinic compounds
CA1217502A (en) * 1982-04-14 1987-02-03 Sargis Khoobiar Conversion of alkanes to unsaturated aldehydes
EP0731077B1 (en) * 1995-03-10 1999-10-13 Basf Aktiengesellschaft Process for the preparation of acrolein, acrylic acid or their mixtures from propane
ES2480302T3 (en) 2000-06-14 2014-07-25 Basf Se Procedure for the preparation of acrolein or acrylic acid or its mixture from propane
DE10211275A1 (en) 2002-03-13 2003-09-25 Basf Ag Process of continuous heterogeneously catalyzed partial dehydrogenation
DE10131297A1 (en) 2001-06-29 2003-01-09 Basf Ag Production of partial (ammo)oxidation products of an olefinic hydrocarbon, useful for acrolein/acrylic acid from propane, comprises intermittent supplementation of olefin from another source.
DE10246119A1 (en) * 2002-10-01 2004-04-15 Basf Ag Heterogeneously catalyzed gas-phase partial oxidation of acrolein to acrylic acid, used to produce polymers for adhesives, involves using active multimetal oxide material containing e.g. molybdenum and vanadium
US7326802B2 (en) 2002-09-27 2008-02-05 Basf Aktiengesellschaft Preparation of at least one partial oxidation and/or ammoxidation product of propylene
DE10245585A1 (en) * 2002-09-27 2004-04-08 Basf Ag Preparation of partial oxidation or ammoxidation product of propylene, e.g. acrolein, involves subjecting dehydrogenated crude propane in the presence of unconverted propane to heterogeneously catalyzed gas phase partial reaction
KR100635283B1 (en) 2003-03-04 2006-10-17 주식회사 엘지화학 VENT GAS ABSORPTION SYSTEM AND METHOD FOR RECOVERY VOCs
DE10316039A1 (en) 2003-04-07 2004-10-21 Basf Ag Preparation of at least one partial oxidation and/or ammoxidation product of a hydrocarbon e.g. isobutane involves partially dehydrogenating saturated hydrocarbon under heterogeneous catalysis
DE102005009891A1 (en) 2005-03-01 2006-09-07 Basf Ag Preparation of acrolein or acrylic acid involves conducting starting reaction gas mixture having propylene and molecular oxygen reactants and inert molecular nitrogen and propane diluent gasses through fixed catalyst bed
DE102005010111A1 (en) 2005-03-02 2006-09-07 Basf Ag Preparation of acrolein or acrylic acid involves conducting starting reaction gas mixture having propylene and molecular oxygen reactants and inert molecular nitrogen and propane diluent gasses through fixed catalyst bed
DE102005013039A1 (en) 2005-03-18 2006-09-21 Basf Ag Preparation of acrolein and/or acrylic acid involves feeding to first reaction zone at least two gaseous, propane-containing feed streams comprising fresh propane, and subjecting their propane fed to catalyzed dehydrogenation
JP5156375B2 (en) 2004-07-01 2013-03-06 ビーエーエスエフ ソシエタス・ヨーロピア Production of acrolein or acrylic acid or mixtures thereof from propane
DE102004032129A1 (en) 2004-07-01 2005-03-03 Basf Ag Production of acrolein and acrylic acid, e.g. chemical intermediate and monomer, comprises dehydrogenation and partial oxidation of propane by adding cycle gas at point where propane in main feed is partly dehydrogenated
US8431743B2 (en) * 2004-07-01 2013-04-30 Basf Aktiengesellschaft Preparation of acrylic acid by heterogeneously catalyzed partial gas phase oxidation of propylene
DE102005009885A1 (en) 2005-03-01 2006-09-14 Basf Ag Preparation of acrolein or acrylic acid involves conducting starting reaction gas mixture having propylene and molecular oxygen reactants and inert molecular nitrogen and propane diluent gasses through fixed catalyst bed
DE102005022798A1 (en) 2005-05-12 2006-11-16 Basf Ag Preparing final products by partial oxidation of propylene, useful as intermediate for polymer, comprises subjecting propane to dehydrogenation, separating and subjecting the gas mixture in heterogeneous catalyzed gasphase-partial oxidation
US7388106B2 (en) 2005-10-14 2008-06-17 Basf Aktiengesellschaft Process for preparing acrolein or acrylic acid or a mixture thereof from propane
DE102005049699A1 (en) 2005-10-14 2007-04-19 Basf Ag Preparation of acrolein/acrylic acid comprises supplying gas mixture stream A to zone A, supplying propane gas stream to obtain product gas mixture; dividing product stream A into two component streams; feeding a stream to zone B
KR101278795B1 (en) 2005-11-03 2013-06-25 바스프 에스이 Method for carrying out in a stable manner a process for continuously producing acrolein or acrylic acid or the mixture thereof from propane
DE102005052923A1 (en) 2005-11-03 2007-05-10 Basf Ag Stable continuous process for preparing acrolein and/or acrylic acid comprises dehydrogenating a propane to obtain a product gas mixture and introducing the mixture into a first separation zone to obtain another product gas mixture
DE102005056377A1 (en) 2005-11-24 2007-05-31 Basf Ag Preparation of acrolein and/or acrylic acid useful for e.g. preparing polymers involves dehydrogenating propane to hydrogen and product gas comprising propylene; and oxidizing molecular hydrogen to steam and product gas to target products
KR101370749B1 (en) 2005-11-24 2014-03-06 바스프 에스이 Process for preparing acrolein or acrylic acid or a mixture thereof from propane
DE102005061626A1 (en) 2005-12-21 2007-06-28 Basf Ag Continuous heterogeneous catalyzed partial dehydrogenation of hydrocarbon involves feeding hydrocarbon to reaction chamber enclosed by shell made of specific steel, passing hydrocarbon through catalyst bed and dehydrogenating feed
US7842846B2 (en) 2006-03-30 2010-11-30 Basf Aktiengesellschaft Process for heterogeneously catalyzed partial dehydrogenation of at least one hydrocarbon to be dehydrogenated
DE102006015235A1 (en) 2006-03-30 2007-10-04 Basf Ag Heterogeneously catalyzed partial dehydrogenation of hydrocarbon, comprises conducting feed stream of gaseous mixture comprising hydrocarbons through a fixed catalyst bed and filling of catalyst body along the flow direction of stream

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59163340A (en) * 1983-02-22 1984-09-14 ザ・ハルコン・エス・デイ−・グル−プ・インコ−ポレ−テツト Manufacture of acrylic acid from propane
US6166263A (en) 1997-03-27 2000-12-26 Union Carbide Chemicals & Plastics Technology Corporation Processes for the manufacture of acrolein
US6187963B1 (en) 1997-03-27 2001-02-13 Union Carbide Chemicals & Plastics Technology Corporation Processes for the manufacture of acrolein derivatives
JP2004503516A (en) * 2000-06-14 2004-02-05 ビーエーエスエフ アクチェンゲゼルシャフト Method for producing acrolein or acrylic acid or a mixture thereof from propane

Also Published As

Publication number Publication date
RU2452724C2 (en) 2012-06-10
US7897812B2 (en) 2011-03-01
RU2008150807A (en) 2010-06-27
JP5645401B2 (en) 2014-12-24
US20070276157A1 (en) 2007-11-29
KR20090024721A (en) 2009-03-09
DE102006024901A1 (en) 2007-11-29
MY146659A (en) 2012-09-14
JP2009543760A (en) 2009-12-10
WO2007135041A3 (en) 2009-11-05
EP2029512B1 (en) 2017-10-11
EP2029512A2 (en) 2009-03-04
WO2007135041A2 (en) 2007-11-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101462049B1 (en) Process for preparing acrolein or acrylic acid or a mixture thereof from propane
KR101342276B1 (en) Process for preparing acrolein or acrylic acid or a mixture thereof from propane
KR101188502B1 (en) Method for the production of acrolein, acrylic acid, or a mixture thereof from propane
RU2346928C9 (en) Method of obtaining at least one product of partial propylene oxidation and/or ammoxidation
KR101206583B1 (en) Method for the production of acrylic acid by means of heterogeneously catalyzed partial gas phase oxidation of propylene
RU2429219C2 (en) Method of conducting continuous process of producing acrolein, acrylic acid or mixture thereof from propane in stable operating mode
KR101278795B1 (en) Method for carrying out in a stable manner a process for continuously producing acrolein or acrylic acid or the mixture thereof from propane
KR101370749B1 (en) Process for preparing acrolein or acrylic acid or a mixture thereof from propane
KR101259649B1 (en) Method for the production of acrolein, acrylic acid, or a mixture thereof by means of heterogeneously catalyzed partial gas phase oxidation of propylene
KR101395517B1 (en) Method for the production of at least one final product by partial oxidation and/or ammoxidation of propylene
JP5260300B2 (en) A process for producing acrolein from propane, acrylic acid, or a mixture thereof
KR100900849B1 (en) Method for producing methacrylic acid from isobutane
KR100900848B1 (en) Method for producing methacrolein from isobutane
TWI508941B (en) Process for preparing acrolein or acrylic acid or a mixture thereof from propane
RU2430083C2 (en) Method of producing acrylic acid from propane
RU2429218C2 (en) Method of producing acrolein, acrylic acid or mixture thereof from propane

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E90F Notification of reason for final refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
LAPS Lapse due to unpaid annual fee